[发明专利]球形活性炭的制备方法及其产物和用途

权利要求书

1.一种球形活性炭的制备方法，包括如下步骤：

1)将球形聚合物碳化；

2)将步骤1)得到的产物活化。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)的碳化可以在惰性气氛或者在惰性气体和氧气的混合气氛下进行；

优选地，所述碳化的温度可以为100-950℃，例如150-900℃，如300-850℃；

优选地，所述碳化可在2个或更多个温度区域依次进行，例如在2至10个温度区域依次进行；

优选地，所述温度区域的温度彼此不相同，或者碳化可以在梯度上升的温度下进行。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，当碳化在2个或更多个温度区域依次进行时，首先在第一温度区域碳化，然后依次进入下一温度区域，例如第二温度区域碳化；

例如，第一温度区域的温度可以是100～500℃，例如150～450℃；第二温度区域的温度可以高于第一温度区域，例如500～950℃，如650～950℃。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤2)的活化可以包括第一活化步骤和第二活化步骤；

优选地，所述第一次活化处理的温度可以为700-1300℃，例如800-1200℃，如850-950℃；

优选地，所述该第一活化步骤的气氛包含水蒸气，特别是水蒸气/惰性气体的混合物，优选是水蒸气/氮气的混合物，或者由上述组成。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

所述该第一活化步骤的气氛包含水蒸气，特别是水蒸气和惰性气体的混合物，优选是水蒸气和氮气的混合物，或者由上述组成；

优选地，所述氮气和水蒸气的体积比(流速比)在3:1以上，例如4:1～10:1，优选4:1～8:1；

根据本发明，所述第一活化步骤的气氛可以不包含其他气体，例如不包含氧化碳类(例如CO₂)、氧气和氨。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，

所述第二活化步骤的温度为700-1300℃，优选为800-1200℃，例如为850-950℃；所述第二活化步骤的时间为1-10小时，例如为3-8小时；

优选地，所述第二活化步骤的气氛包含CO₂，例如CO₂或者CO₂与惰性气体的混合物，如CO₂与氮气的混合物；

优选地，当所述第二活化气氛包含氮气与CO₂的混合物时，氮气与CO₂的体积比(流速比)可以为10:1～1:10，如10:1～2:1，例如8:1～4:1，如3:1～2:1；

优选地，所述第二活化步骤的气氛可以不包含其他气体，例如不包含水蒸气。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物可以是均聚物或共聚物；

优选地，所述聚合物可以是经磺化的聚合物或未经磺化的聚合物；

当使用未经磺化的聚合物时，可以在碳化步骤之前进行磺化和/或碳化过程中原位进行磺化；

例如，所述磺化剂可以选自硫酸(如浓硫酸)、发烟硫酸、SO₃中的一种或多种的混合物；

例如，未经磺化的球形聚合物与磺化剂的总重量比可以是3:1～1:3，例如2:1～1:2，如1:1～1:1.5；

当在碳化步骤之前进行磺化时，磺化步骤的温度可以为60-200℃，如70-180℃，例如为80-150℃。

8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，当在碳化步骤之前进行磺化时，磺化步骤的温度可以为60-200℃，如70-180℃，例如为80-150℃；

当在碳化步骤之前进行磺化时，碳化步骤的起始温度可以等于或高于磺化温度的终结温度。

9.权利要求1-7任一项所述制备方法制备得到的球形活性炭。

10.根据权利要求9所述的球形活性炭作为吸附剂的用途；

优选地，所述球形活性炭用于吸附有害性气体，如CO、H₂S、HCl、SO₂、NO_X中的一种或多种；

优选地，所述球形活性炭用于食品工业中，如作为准备和/或脱色食品。