[发明专利]一种非多孔性成型炭材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种非多孔性成型炭材料及其制备方法。非多孔性成型炭材料中5‑500μm的贯通通道占总体积的50%‑90%，比表面积小于25msupgt;2/supgt;/g，压碎强度为10‑35N/mm。制备方法如下：（1）将水、发酵菌和面粉混合，搅拌、混捏，形成可塑体；（2）将可塑体密封保存一定时间后，再次混捏可塑体，挤出成型，将成型物在密闭的条件下水热处理，然后干燥、焙烧，得到非多孔性成型炭材料。本发明的非多孔性成型炭材料比表面积低，颗粒含有大尺寸贯通通道，压碎强度高，可承受较高的压力，重量轻，废剂回收处理难度低，在拦截进料中含有大颗粒杂质的反应过程中有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于炭材料制备领域，具体地涉及一种非多孔性成型炭材料及其制备方法。

背景技术

多孔炭材料因其比表面积高、孔道结构可控、良好物理化学稳定性及较低的制备成本，被广泛用于吸附分离、催化、新能源等领域。现有的炭材料的应用多以吸附、分离及催化为主，因此，研究工作多侧重于通过各种手段对材料的比表面积、调控孔道结构及表面性质等物化性质进行调控。

在某些特殊领域，如固定床渣油加氢领域，装填在系列催化剂上层的用于拦截进料中的物理杂质的保护剂，一般使用惰性陶瓷滤料，具有非常低的比表面积和较大的通过孔。但陶瓷滤料密度高、重量大，装卸不便，同时，使用过的滤料废剂处理难度大，回收利用困难，如果直接填埋会带来严重的环境污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种非多孔性成型炭材料及其制备方法。本发明的非多孔性成型炭材料，比表面积低，颗粒含有大尺寸贯通通道，压碎强度高，可承受较高的压力，重量轻，可制备成特定的颗粒形状，废剂回收处理难度低，在拦截含有大颗粒杂质的化学反应进料中有着广阔的应用前景。本发明中所述的“非多孔性”是指以BET比表面积测试方法所得比表面积小于25m²/g。

本发明的非多孔性成型炭材料，具有如下性质：炭材料中含有微米级贯通孔道，孔道尺寸一般为5-500μm，所述的贯通孔道体积占总体积的50%-90%，优选60%-85%，BET比表面积小于25m²/g，优选小于15m²/g，压碎强度为10-35N/mm。

本发明的非多孔性成型炭材料的制备方法，包括如下内容：

（1）将水、发酵菌、面粉混合，混捏为可塑体；

（2）将可塑体密封保存一定时间后，再次混捏可塑体，挤出成型，将成型物在密闭的条件下水热处理，然后干燥、焙烧，得到非多孔性成型炭材料。

本发明方法中，步骤（1）所述的发酵菌为能与淀粉通过发酵作用生成二氧化碳的发酵菌，优选为酵母菌类。

本发明方法中，步骤（1）所述的面粉优选糯米粉与小麦粉的混合物，两者的质量比为（0.01-0.1）：1。糯米粉中支链淀粉质量含量不小于70wt%，优选范围为75wt-85wt%，小麦粉中蛋白质的质量含量为5wt%-15wt%，优选8wt%-12wt%。

本发明方法中，步骤（1）中，水与面粉质量比为0.2-0.6：1，二者比例可以根据形成可塑体进行适当调整。

本发明方法中，步骤（1）所述的发酵菌为面粉质量的0.1wt%-5wt%。

本发明方法中，步骤（1）所述的水、发酵菌和面粉的加入顺序不做特殊限制。优选为发酵菌预先分散到水中，然后再加入到面粉中；进一步优选为糯米粉预先与水加热进行糊化处理形成糊状物，然后再与其他物料混合；其中，糯米粉糊化处理条件为：将糯米粉加入到自身5-15倍重量的水中，在搅拌的条件下升温至58-100℃，保持5-30分钟。

本发明方法中，步骤（1）中可塑体密封保存的温度为25-45℃，保存时间为0.2-3小时。所述的密封保存一般采用固体密封容器或其他能够使可塑体与外界不发生物质交换的方式，如采用干燥器、密封袋包装等方式。