[发明专利]催化、活化同步工艺制备高表面活性吸附炭材料的方法

权利要求书

1.一种催化、活化同步工艺制备高表面活性吸附炭材料的方法，包括，先将石油焦或木质果壳物料粉碎筛分并碳化后与碱性介质活化剂、催化剂混合，其特征在于，在活化过程中，经预活化后，再经过高温活化炉650-1050℃下的不同温度段及不同的催化活化反应时间进行活化，并采用双炉三段催化活化同步工艺控制吸附炭材料的比表面积和孔径分布，其中，所述的双炉三段同步催化活化工艺控制过程，主要包括以下步骤：

(1)将物料粉末在活化炉中用300～800℃温度炭化2小时，然后按炭粉∶KOH＝1∶1～1∶2的比例，加入按炭粉重量1～5％的铁钼催化剂与其KOH直接混合，再在预活化炉中加热至150～550℃的温度进行预活化反应1～2hr；

(2)将上述经预活化反应后的物料进入高温活化炉中，在中温段650～850℃下进行催化活化反应1～2hr，再用950～1050℃高温段下反应1～2小时。

2.根据权利要求1所述的催化、活化同步工艺制备高表面活性吸附炭材料的方法，其特征在于，炭化物料在催化活化反应中，KOH与碳原子的剧烈反应形成-OM官能团，此官能团使活性炭片层产生褶皱，形成由几层碳原子片层弯曲变形构成的孔隙骨架。

3.根据权利要求1所述的催化、活化同步工艺制备高表面活性吸附炭材料的方法，其特征在于，在催化和活化同步法工艺中，原料在所述催化剂的作用下，炭材料界面上形成的各电子云分布孔隙骨架的碳原子-OM官能团是C-O-C，C-OH，C＝O，O-C-O和COOH多种含氧官能团。

4.根据权利要求1所述的催化、活化同步工艺制备高表面活性吸附炭材料的方法，其特征在于：将石油焦粉碎、筛分成200～300目的粉料，在800℃下的炭化炉中炭化2小时，取100份石油焦碳粉用200份氢氧化钾(KOH)和2.0-3.0％的铁钼催化剂，在预活化炉内以≤500℃下活化2小时，然后进入高温活化炉的中温段，在750℃下活化2小时后进入高温段，在1050℃下活化2小时。活化后物料降温后经水洗和酸洗至中性，充分干燥后既得粉状高表面活性吸附材料。

5.根据权利要求1所述的催化、活化同步工艺制备高表面活性吸附炭材料的方法，其特征在于，将石油焦粉碎、筛分成400～500目的粉料，在600℃下炭化2小时，取100份石油焦碳粉用200份KOH和2.5％的铁钼催化剂，经混合充分搅拌浸渍，然后将上述混合物料放入预活化炉内以350℃下活化1小时，，进入高温活化炉的中温段，在850℃下活化2小时后进入高温段，在950℃下活化1小时。活化后物料降温后经水洗和酸洗至中性，充分干燥后既得粉状高表面活性吸附材料。

6.根据权利要求1所述的催化、活化同步工艺制备高表面活性吸附炭材料的方法，其特征在于，将沥青焦破碎后在800℃下炭化2小时，在粉碎、筛分成200～300目的粉料，取100份沥青焦碳粉用300份KOH，和1.0-5.0％的催化剂经混合然后将上述混合物料放入预活化炉内以450℃下预活化2小时，进入高温活化炉的中温段，在700℃下活化1小时后进入高温段，在1050℃下活化2小时。活化后物料降温后经水洗和酸洗至中性，充分干燥后既得粉状高表面活性吸附材料。

7.根据权利要求1所述的催化、活化同步工艺制备高表面活性吸附炭材料的方法，其特征在于，将果壳粉碎、筛分成200～300目的粉料，在800℃炭化2小时，取100份果壳炭粉用300份KOH和3.0％的催化剂，经混合充分搅拌浸渍。然后将上述混合物料放入预活化炉内，以350℃下活化2小时，进入高温活化炉的中温段，在650℃下活化2小时后，进入高温段在1050℃下活化3小时，出料冷却。活化后物料降温后，充分搅拌洗涤，经水洗和酸洗至中性，充分干燥后既得粉状高表面活性吸附材料。

8.根据权利要求4～7中任何一个所述的催化、活化同步工艺制备高表面活性吸附炭材料的方法，其特征在于，所述的活化炉是采用分段制作，依次相连的物料预热段，中、高温活化段，风冷段、水冷段和不锈钢内衬炉胆组成的。