[发明专利]沥青基球状活性炭的制备方法

说明书

本发明属于活性炭的一种制备方法，具体涉及一种以沥青为原料制备球状活性炭的方法。

沥青基球状活性炭具有球形度好、机械强度高、固定床使用时阻力小以及吸脱附速度快等特点，在环保、医疗、军事、化工等领域中得到了广泛的应用。但由于沥青本身性质的影响，常规水蒸汽活化制得的沥青基球状活性炭的孔径大多属于微孔范围(＜20)，深度活化后可以得到少量20-40左右的中孔，但不能得到更大孔径的中孔。这就限制了沥青基球状活性炭的应用范围，特别是在液相大分子吸附方面的应用。因此迫切需要开发出具有发达中孔结构的沥青基球状活性炭。

为了提高上述活性炭的活性并扩大其应用范围，人们采用各种方法增加其比表面，特别是增大中孔(＞20)结构的比率。例如，日本的安田源及玉井久司等学者利用有机金属复合物或金属的大分子配合物，制备出了中孔发达的活性炭[Chem.Mater.1996，8，454-462和TANSO(日文)1996，175，243-248]。其工艺中所用有机金属复合物及金属大分子配合物需要自己制备，其制备方法主要有以下三种：

(1)含乙烯基的金属复合物(如2，4-已二烯基[三羰基铁]丙烯酸)的自身聚合或这些金属复合物与丙烯腈(AN)、苯乙烯(ST)、甲基异丁烯酸(MMA)或4-乙基吡啶(VP)的共聚合。

(2)金属化合物与含有一定官能团的有机大分子(如聚丙腈(PAN)、聚乙基吡啶(PVP)及含有-COO^-、-NR₂或环戊二烯基配位的聚苯乙烯(PST)等)形成配位化合物。

(3)可溶性金属有机大分子化合物(如聚乙基二茂铁、1，1′-二萘甲基二茂铁等)与沥青或有机聚合物(如聚丙烯腈(PAN)、聚乙基吡啶(PVP)等)混合。

安田源及玉井久司等学者多采用第三种方法，将中温沥青(SP＝85℃)溶于四氢呋喃或喹啉中，然后与有机金属化合物(如Y(acac)₃、Ln(C₅H₅)₃(Ln＝Y、La、Yb、Nd、Sm、Gd等)、(C₅H₅)₂CO、(C₅H₅)₂YbCl、Fe(C₅H₅)₂等)混合，然后在真空状态下除去四氢呋喃或喹啉，这样制得的含金属微粒的沥青再与高温沥青(SP＝280℃)混合，破碎后再经不熔化、炭化、活化可制得中孔发达的活性炭。以上方法制得的活性炭的BET及孔径结构如表1所示。