[发明专利]一种活性炭、制备方法及成型模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种活性炭，具体的说,涉及一种空心活性炭、制备方法及成型模具,属于活性炭技术领域。

背景技术

人们知道，现有的活性炭材料有大量的孔隙，高的比表面积，在其表面还有多种活性官能团，具有很好的催化活性，不仅如此，化学稳定性也很好，机械强度也很高，可以反复使用，这些优异的特性使得现有活性炭材料成为一种备受世人关注的优质吸附剂。活性炭就在食品、医药上脱色、防毒和除味等方面很早就获得了应用，并且随着时间的推移，他们作为优质的吸附剂和催化剂载体越来越广泛的应用于工业、国防、医药卫生、化工、环保等工业技术领域。但是，随着工业技术的飞速发展，现有活性炭材料的性能越来越不适应环保、医药、电容器等重要领域的实际要求，因此急需提高他们的性能，例如增加比表面积、提高吸附速度与效率。能够满足许多行业，例如超级电容器、制药、催化剂载体等对这类材料的基本要求，所以，这种中孔型活性炭(大于2nm，小于50nm的微孔）在涉及吸附技术的领域里具有非常广阔的前景。

在实现发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有中孔活性炭材料在应用于催化剂载体方面中，还存在很多不足，吸附容量、吸附速度、与原料气接触面积方面尚不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种活性炭，克服了传统活性炭吸附效果差的缺陷，本发明空心活性炭在用作催化剂载体时的吸附能力增强，提高了催化剂的使用效率，转化率得到大幅提高，达98.8%。

本发明的第二个目的是提供所述活性炭的制备方法。

本发明的第二个目的是提供生产所述活性炭的成型模具。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：该活性炭为柱状体，该活性炭具有贯穿柱状体的通孔；该活性炭的直径是3-5mm，长度为3-7mm，通孔孔径为0.5-1.5mm。

可以使被催化气体在与催化剂接触后能迅速催化反应并迅速通过，加速了催化反应进行，最有利于被载化合物（氯化汞）的吸附。

进一步地，该活性炭的BET比表面积是1085-1310m²/g，比孔容0.4-0.8cm³/g，中孔孔容0.5-0.61cm³/g。

进一步地，该活性炭的平均孔径为25.7-31.5nm，强度大于95%，堆积重400-480g/L。

该项指标表征了该种活性炭的吸附能力，上述指标有利于使活性炭在用作催化剂载体时的吸附能力增强，在此指标时活性炭的吸附能力非常利于被载化合物（氯化汞）的吸附。

基于以上活性炭，本发明提供一种活性炭的制备方法，该制备方法提供：

原料选择步骤，原料煤选用太西无烟煤，将无烟煤过200目筛制成煤粉；

压制成型步骤，将煤粉与煤焦油、水进行混捏，其重量配比为煤粉：焦油：水=70%：20%：10%，混捏时间在15-20分钟，混捏后的煤粉进入液压机中压制成柱状空心活性炭条，压制过程中压力控制在15-20Mpa。

对柱状空心活性炭起到了定型作用，由此步骤制得的活性炭使被催化气体在与催化剂接触后能迅速催化反应并迅速通过，加速了催化反应进行，试验标明该种煤质制作附载用活性炭比普通煤制作附载用活性炭效果更好；

炭化步骤：

柱状空心活性炭条先进行晾晒，然后进入炭化炉进行炭化，炭化炉温度控制在炉头500-600℃，炉尾350-400℃，炭化时间15-20分钟，得炭化料。在此指标下进行活化前的预处理，是后续活化过程成功的保证。

进一步地，该制备方法还包括活化步骤：

炭化料经10-30目的震动筛筛选后送入活化炉，活化炉温度控制在880℃-985℃，蒸汽压力0.3-0.4MPa，炉压保持在10-100Pa，蒸汽温度120-140℃，活化25-30分钟后出料。

进一步地，活化炉温度950℃，蒸汽压力为0.35MPa，炉压保持在90Pa，蒸汽温度130℃，活化时间25分钟。在最优的工艺条件下得到的活性炭，各项指标为最优化值。

基于以上活性炭，一种用于生产活性炭的成型模具，其特征在于，所述成型模具提供：

第一构件，第一构件上设有若干个出料通道；出料通道内设有可以取出更换的筒状构件，筒状构件具有截面为圆形的成型腔；

第二构件，与第一构件可拆卸连接，第二构件上具有可与出料通道配合的进料模组；

所述进料模组包括至少一个中心柱及若干个贯穿第二构件的进料孔；