[发明专利]一种自由基诱导可控微球型活性碳及其制备方法

权利要求书

1.一种自由基诱导可控微球型活性碳的制备方法，其特征在于，所述自由基诱导可控微球型活性碳制备材料包括：水溶性碳水化合物、自由基引发催化剂、诱导成核催化剂；所述水溶性碳水化合物：自由基引发催化剂：诱导成核催化剂的摩尔浓度比例范围为360:2:1~72:4:1；

所述自由基引发催化剂为过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、N-羟基邻苯二甲酰胺中的一种或多种；诱导成核催化剂为丙烯酸乙酯、丙烯酰胺、顺丁烯二酸酐中的一种或多种；

所述制备方法包括如下步骤：

步骤1：制备活性碳前体材料；

在所述步骤1中，将水溶性碳水化合物、自由基引发催化剂以及诱导成核催化剂进行混合得到混合溶液，将混合溶液加热至100-220℃后进行保温，混合溶液在该温度下进行反应制备活性碳前体材料；

所述水溶性碳水化合物的浓度为32.4-63g/100mL；

步骤2：制备活性碳初级碳化产物；

在所述步骤2中，微球型活性碳前体材料置于氮气气氛中，温度设为400-1200℃，对微球型活性碳前体材料进行初级碳化，得到活性碳初级碳化产物；

所述活性碳初级碳化处理中于刚玉管中进行，升温速率为1-10℃/min，初级碳化处理的时间为0.5-3.0h；

步骤3：对活性碳初级碳化产物进行活化反应；

在所述步骤3中，活性碳初级碳化产物在氮气气流中，与氢氧化物混合，氢氧化物与活性碳初级碳化产物的质量比为2-10，氢氧化物与活性碳初级碳化产物在400-1000℃下进行活化反应，得到活性碳活化产物；

步骤4：制得微球型超级活性碳。

2.根据权利要求1所述的一种自由基诱导可控微球型活性碳的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，将水溶性碳水化合物、自由基引发催化剂以及诱导成核催化剂进行混合得到混合溶液，将混合溶液加热至150-220℃后进行保温，混合溶液在该温度下进行反应制备活性碳前体材料。

3.根据权利要求1所述的一种自由基诱导可控微球型活性碳的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，微球型活性碳前体材料置于氮气气氛中，温度设为800-1200℃，对微球型活性碳前体材料进行初级碳化，得到活性碳初级碳化产物。

4.根据权利要求1所述的一种自由基诱导可控微球型活性碳的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，活性碳初级碳化产物在氮气气流中，与氢氧化物混合，氢氧化物与活性碳初级碳化产物的质量比为4.5-10，氢氧化物与活性碳初级碳化产物在700-1000℃下进行活化反应，得到活性碳活化产物。

5.根据权利要求1所述的一种自由基诱导可控微球型活性碳的制备方法，其特征在于，所述步骤4用去离子水洗涤活性碳活化产物，洗去过剩氢氧化物，用稀硝酸中和得到微球型活性碳。

6.根据权利要求3所述的一种自由基诱导可控微球型活性碳的制备方法，其特征在于，所述活性碳初级碳化处理中于刚玉管中进行，升温速率为4-10℃/min，初级碳化处理的时间为1.5.5-3.0h。

7.根据权利要求4所述的一种自由基诱导可控微球型活性碳的制备方法，其特征在于，所述活化反应于高温不锈钢管中进行，活性碳初级碳化产物与氢氧化物的混合物放置于镍盒中。

8.根据权利要求4或5所述的一种自由基诱导可控微球型活性碳的制备方法，其特征在于，初级碳化反应和活化反应的载气均使用氮气；初级碳化反应的氮气流速为60-600ml/min，活化反应的氮气流量为80-800ml /min。