[发明专利]复合吸附剂及其制备方法

权利要求书

1.一种生产具有组分为地质聚合物、沸石和活性炭的复合吸附剂的方法，包括：

(a)混合地质聚合物材料、含碳材料和碱活化剂，其中所述碱活化剂与含碳材料的固体质量比至少为0.25:1，以产生糊状混合物，其中所述糊状混合物具有均匀的组成和成形所需的流变性，

(b)使用包括造粒或挤出在内的常见的吸附剂成型方法制造所述糊状混合物，以形成具有用于吸附过程的合适尺寸的颗粒或球丸组合物，

(c)根据需要在环境温度下或通过加热来固化所述颗粒或球丸组合物以增加强度，

(d)将颗粒或球丸组合物中的含碳材料在惰性气体中，在大于约400℃的温度下，使用所述组合物中存在的碱活化剂进行化学活化，以原位生成活性炭，

(e)将组合物进行水热处理以将部分地质聚合物转化以原位生成沸石并形成所述复合吸附剂，以及

(f)将所生成的复合吸附剂进行洗涤和干燥。

2.根据权利要求1所述的方法，其中(a)中的所述地质聚合物材料是一类硅酸铝无机聚合物，其具有由SiO₄和AlO₄四面体组成的无定形三维网络。

3.根据权利要求1所述的方法，其中(a)中的所述地质聚合物材料包含铝硅酸盐源、碱硅酸盐活化剂及载液。

4.根据权利要求1所述的方法，其中(a)中的所述含碳材料是煤、石油焦、木炭、石油沥青、木材、竹子、椰子壳、褐煤、稻壳、废橡胶轮胎或生物质。

5.根据权利要求1所述的方法，其中(a)中的所述碱活化剂是碱金属或碱土金属氢氧化物或盐。

6.根据权利要求5所述的方法，其中碱金属氢氧化物是氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述碱活化剂是氢氧化钠。

8.根据权利要求1所述的方法，其中(a)中的所述碱活化剂与含碳材料的固体质量比至少为0.5:1。

9.根据权利要求1所述的方法，其中(a)中的所述碱活化剂与含碳材料的固体质量比至少为1:1。

10.根据权利要求1所述的方法，其中(d)中的所述惰性气体为氮气。

11.根据权利要求1所述的方法，其中(c)中的所述固化是在约20至约150℃温度下进行1至72小时。

12.根据权利要求1所述的方法，其中(c)中的所述固化在湿气、水或蒸汽存在下进行。

13.根据权利要求1所述的方法，其中(d)中的所述温度是约400至约1000℃。

14.根据权利要求1所述的方法，其中(e)中的所述水热处理的温度低于约250℃。

15.一种复合吸附剂，其无论何时通过权利要求1所述的方法生产都包含地质聚合物、沸石和活性炭的混合物。

16.一种制备具有地质聚合物、沸石和活性炭的复合吸附剂的方法，包括以下步骤：

(a)将颗粒或球丸组合物中的含碳材料在惰性气体中，在大于约400℃的温度下，使用所述组合物中存在的碱活化剂进行化学活化，以原位生成活性炭，以及

(b)将步骤(a)的组合物进行水热处理以将部分地质聚合物转化以原位生成沸石并形成所述复合吸附剂。

17.根据权利要求16所述的方法，其中(a)中的所述温度是约400至约1000℃。

18.根据权利要求16所述的方法，其中(b)中的所述水热处理的温度低于约250℃。