[发明专利]一种改性活性炭及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性活性炭及其制备方法，属于活性炭技术领域，所述制备方法选择泥煤和坚果壳为原料，粉碎后与碳酸钾溶液混合，脱水后进行炭化，得第一产物，第一产物在碳酸铜溶液中浸渍后进行活化，然后再与氯化铵和煤焦油混合，制备得到用于脱除硫化氢的活性炭。本发明提供的改性活性炭的制备方法制备过程中不使用强碱，操作更为安全，使用坚果壳为原料，成本更低，制备得到的改性活性炭自身载水能力强，且相较于传统改性方法制得的活性炭，对硫化氢的吸附能力更强且吸附效率更高。

本案是以申请日为2019-08-21，申请号为2019107727378，名称为“用于脱除硫化氢的活性炭及其制备方法”的发明专利为母案而进行的分案申请。

技术领域

本发明属于活性炭技术领域，具体涉及一种改性活性炭及其制备方法。

背景技术

活性炭具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团，是一类特异性吸附能力较强的炭材料。因此，活性炭常被用于吸附剂和催化剂的载体。活性炭之所以能够作为催化剂的载体使用，主要是由于其具有不饱和键，于氮、氧等构成的官能团对许多反应具有催化作用。其中，将活性炭用于脱除硫化氢是一个主要的应用方向，但是传统的活性炭对于硫化氢的吸附能力较弱，且吸附效率慢，为了解决这种问题，出现了将KOH、NaOH、乙醇、丙酮、有机胺、氧化锌等溶液等浸渍到活性炭上，对活性炭进行改性的方法，使得改性后的活性炭具有较强的脱除硫化氢的作用。但上述方法处理存在需要使用强碱，或改性剂成本较高的问题，且存在应用过程中受硫化氢内含水量的影响较大的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种应用稳定且对于硫化氢的吸附能力强的用于脱除硫化氢的改性活性炭及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将泥煤和清洗后的坚果壳分别烘干，然后进行干燥、粉碎；将粉碎后的泥煤、坚果壳与碳酸钾溶液混合，放置10-14h，离心脱水，以每分钟12℃的升温速率升温，然后在550-700℃下炭化，得到初级活性炭；

粉碎后的泥煤和坚果壳的质量比为1.2-1.5:1，所述碳酸钾溶液中碳酸钾的固含量为粉碎后的泥煤和坚果壳总质量的2-5％；

步骤2、将步骤1所得初级活性炭置于碳酸铜溶液中浸渍15-20h，在180-280℃下活化45min，得第一产物；

步骤3、在第一产物上喷淋去离子水至第一产物含水率为70-75％，加入粉碎后的氯化铵，混合均匀后加入煤焦油造粒，干燥，粉碎过180目筛，得到用于脱除硫化氢的活性炭。

本发明还提供一种由上述的改性活性炭的制备方法制备得到的改性活性炭。

本发明的有益效果在于：本发明提供的改性活性炭的制备方法，通过选择泥煤和坚果壳作为活性炭的原料，制备得到了具有多种孔径孔隙的活性炭，使得在较低水分压下仍能够形成水膜，而在后续吸附硫化氢过程中，硫化氢和氧气被吸附，硫化氢在水分中解离，氧气与解离的HS^—反应，使得单质硫能够被稳定的吸附在活性炭的空隙中，同时也提升了活性炭对金属离子的负载能力，而金属离子的负载能够显著提升活性炭对硫化氢的吸附能力，通过使用氯化铵共同粉碎制备得到活性炭，在水分较多的情况下氯化铵可以残余的部分碳酸钾反应生成氨气，而吸附过程中氨气的产生能够显著提升硫化氢吸附的反应速率；该制备方法制备过程中不使用强碱，操作更为安全，制备得到的活性炭自身载水能力强，且相较于传统改性方法制得的活性炭，对硫化氢的吸附能力更强且吸附效率更高。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。

本发明最关键的构思在于：使用不同类型的原料和氯化铵共混，改善活性炭孔径分布，配合使用碳酸钾和碳酸铜浸渍，制备得到用于脱除硫化氢的活性炭。