[发明专利]一种超级活性炭的制备方法

说明书

本发明提出了一种超级活性炭的制备方法，包括，粉碎原料活性炭；将粉碎后的活性炭加入含有盐酸和氢氟酸的混合酸液中，加热至40～90℃，搅拌反应5～120min；上述反应完毕后，分离酸液与活性炭，并清洗活性炭至PH≥5；将清洗后的活性炭在90～140℃烘干；烘干后的活性炭与KOH固体以1：0.4～2.0的重量比混合，然后进行750～850℃的高温活化，冷却后即得超级活性炭成品。本发明选用盐酸与氢氟酸的混合酸液，只需要一次酸洗即可，缩短操作步骤，节能能耗；同时，一次酸洗也能减少废酸的量，利于后续酸回收。制得的超级活性炭比表面积大，吸附能力强。

技术领域

本发明涉及超级活性炭领域，特别是指一种超级活性炭的制备方法。

背景技术

活性炭(AC)是一种广谱吸附剂，其吸附能力主要取决于活性炭的比表面积及孔径分布。常规活性炭由于比表面积较小(1500m²/g)、孔径分布较宽(在1nm～100nm范围内均有分布)、选择吸附性较差，已不能满足日益发展的医药、环保、军事及电子等领域的特殊要求，因此近年来国内外研究开发了多种新型活性炭材料。其中超级活性炭由于具有比表面积高(2200m²/g)、微孔分布集中，吸附性能优良等特点，现已广泛应用于医药、催化、气体分离及储存、超级电容、储能电池等领域。根据国家标准《超级电容器用活性炭》GBT 37386-2019中的指标，最好的I级活性炭的比表面积≥2000m²/g；RAC-I-2200树脂I级超级电容用活性炭的比表面积为2200m²/g。

CN104291333A，公布日2015年1月21日，发明名称一种高比表面积石煤基中孔活性炭的制备方法，其中使用浓硫酸与氢氟酸作为混合酸液，该混合酸液的使用会导致产生不可溶的盐，进而堵住活性炭的孔，影响活性炭的吸附能力。而且该方法中还存在废酸难以回收的难题。

CN109133055A，公布日2019年1月4日，发明名称一种高纯度中温煤沥青基超级活性炭的制备方法及应用，该方法中分次使用盐酸、氢氟酸处理样品，这样不仅工艺流程增加，产生的废酸也增加，同时对于更多的废酸处理问题也没有解决。

CN101209840A，公开日2008年7月2日，发明名称一种制备高比表面积煤质活性炭的方法，该方法中先将样品活化，之后浸盐酸两-三次，这样的缺点是多次酸处理产生废酸，并且也未提及废酸处理问题。

活性炭中的灰分严重制约了活性炭的吸附能力；超级活性炭的灰分含量应该低于0.3％，许多企业都想通过无机酸液来除去灰分制备超级活性炭，但生产过程中产生的废酸难以处理，带来严重的环境污染问题，如果对废酸进行无害化处置，成本较高，造成超级活性炭生产成本居高不下。也有企业想通过强碱除去灰分制备超级活性炭；使用强碱，需要高温反应，能耗较大；并且也产生碱性废液和废水的处置难题。

发明内容

本发明提出一种超级活性炭的制备方法，解决了现有技术制备超级活性炭过程中能耗较大的问题，以及超级活性炭中灰分较高的问题。

本发明还解决了现有制备超级活性炭中的污染严重问题，解决了废酸的回收利用，使制备成本大幅度下降。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种超级活性炭的制备方法，包括，

粉碎原料活性炭；

将粉碎后的活性炭加入含有盐酸和氢氟酸的混合酸液中，加热至40～90℃，搅拌反应5～120min；其中混合酸液中盐酸的浓度为5～25wt％，氢氟酸的浓度为5～25wt％；

上述反应完毕后，分离酸液与活性炭，并清洗活性炭至PH≥5；将清洗后的活性炭在90～140℃烘干；

烘干后的活性炭与KOH固体以1：0.4～2.0的重量比混合，然后进行750～850℃的高温活化，冷却后即得超级活性炭成品；