[发明专利]一种快速干燥高比表面积活性炭的方法

说明书

技术领域

本发明属于一种制备活性炭的方法，具体的说涉及一种快速干燥高比表面积活性炭的方法。

背景技术

高比表面积活性炭的制备专利很多，但绝大部分对其制备过程中的干燥环节仅简单代之以“干燥”，没有明确说明如何干燥以及干燥效率：如中国发明专利200710008973“以石油焦为原料制备高吸附性活性炭的方法”是以石油焦为原料将产物冷却、洗涤、干燥后得产品；又如中国发明专利200610139415“用椰壳渣制备低灰高比表面积活性炭的方法” 则公开了一种用椰壳渣制备低灰高比表面积活性炭的方法，脱灰椰壳渣经炭化、活化后得到活性炭，活性炭洗涤至中性、烘干后即得到粉末状高比表面积活性炭；再如中国发明专利200610038065“一种酚醛树脂基高比表面积活性炭的制备方法” 是将活化料在惰性气氛下冷却，先进行水洗，然后酸洗，最后水洗至中性，干燥，即得到粉状的高比表面积活性炭。

中国发明专利200610123444“一种高比表面积煤质活性炭的制备方法”公开了一种高比表面积煤质活性炭的制备方法，明确将活化料先用蒸馏水洗，再反复用酸洗和碱洗，之后用蒸馏水洗至ｐＨ值为６～７，再在１００～１５０℃下干燥１０～１５ｈ，制得煤质活性炭；中国发明专利200610034388“一种高比表面积竹活性炭的制备方法” 也是对活化料在１００～１５０℃下干燥１０～１５ｈ，制得竹活性炭。由上述两个专利可看出，活化料的干燥耗能耗时。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速干燥高比表面积活性炭的方法。

本发明的制备方法如下：

含碳前驱体与KOH或NaOH按质量比1：（3-8）均匀混合后，于800-950℃下N₂气氛中活化0.5-2h，之后自然降温到室温，获得的粗产品用去离子水洗涤至中性，通过离心分离或挤压过滤之后得到含水活化料，按照含水活化料与有机溶剂的体积比为1:（0.5-3）在30-50℃下浸渍0.5-2h，之后通过离心分离或挤压过滤得到含有溶剂的活化料，对含有溶剂的活化料进行干燥后获得产品。

如上所述的干燥为空气气流干燥、常压干燥或减压干燥。

如上所述，采用空气气流干燥的温度为50-90℃，干燥时间为2-4h，空气的流量：按照含溶剂活化料与空气的体积比为1: （5-10）；

如上所述，采用常压干燥的温度为80-100℃，干燥时间为5-12h；

如上所述，采用减压干燥的温度为50-80℃，干燥时间为2-3h，真空度为0.05-0.09MPa；

如上所述，采用的有机溶剂为乙醇或丙酮；

如上所述，含碳前驱体为：石油焦、煤、树脂、农作物秸秆碳化物或果壳类碳化物等。

本发明的优点：

采用有机溶剂将活性炭孔道内的水替换后，可极大地缩短干燥的时间并显著降低干燥温度。干燥过程中挥发出来的溶剂可冷凝回收，重复利用，致使该活性炭的成本下降。此外本发明操作简便，易于控制和规模化生产。

具体实施方式

实施例1

石油焦与KOH按质量比1：8均匀混合后于800℃下N₂气氛中活化0.5h，之后自然降温到室温，获得的粗产品用大量去离子水洗涤至中性。挤压过滤后的含水活化料按照活化料与乙醇的体积比为1:3在50℃下浸渍0.5h，之后通过挤压过滤得到含有乙醇的活化料。按照含乙醇活化料与空气的体积比为1: 10采用空气气流干燥，干燥温度为90℃，干燥时间为2h，即可获得比表面积达3410m2/g的产品。

实施例2

酚醛树脂与NaOH按质量比1：3均匀混合后于950℃下N₂气氛中活化2h，之后自然降温到室温，获得的粗产品用大量去离子水洗涤至中性。离心分离后的含水活化料按照活化料与丙酮的体积比为1:0.5在30℃下浸渍2h，之后通过离心分离得到含有丙酮的活化料。在温度为100℃下采用常压干燥的方法干燥5h即可获得比表面积达2150m2/g的产品。

实施例3

无烟煤与KOH按质量比1：5均匀混合后于850℃下N₂气氛中活化0.5h，之后自然降温到室温，获得的粗产品用大量去离子水洗涤至中性。挤压过滤后的含水活化料按照活化料与乙醇的体积比为1:2在40℃下浸渍1h，之后通过挤压过滤得到含有乙醇的活化料。在真空度为0.09MPa、温度为50℃下干燥2h即可获得比表面积达3320m2/g的产品。

实施例4