顆粒活性炭制備的無粘結劑法

2022-09-28

無需添加粘結劑制備顆粒活性炭可分為兩種：一是將一定形狀尺寸的天然木質原料直接進行炭活化，得到無定形顆粒狀活性炭；二是在無需添加粘結劑的條件下，化學藥劑活化法自成型制備顆粒活性炭。

豐富的成型天然木質植物原料，如椰殼、核桃殼、橄欖核等果殼果核類，可直接通過物理或化學活化法制備不定形顆粒活性炭。Poinern等以澳洲堅果殼為原料，先進行高溫炭化，再結合二氧化碳活化法制備顆?；钚蕴浚⑻接懥嘶罨瘻囟葘钚蕴课浇鸬挠绊?。結果表明，高溫活化有利于提高顆?；钚蕴康奈鹑萘?。賀德留等發(fā)明了磷酸法生產(chǎn)木質無定形顆粒活性炭技術，通過對原料(主要是果殼、果核)的預粉碎、浸泡、浮分及低溫下干燥炭化處理，活化后可得具有較高強度和吸附力的產(chǎn)品。結果表明，原料粒度為 20 ~ 40 目有利于活化劑的滲透，相比氯化鋅法，提高了無定形炭的強度，且碘值>950 mg/g，B 焦糖色>100%，相比物理法其生產(chǎn)成本降低了 40%。

化學活化法自成型制備顆粒活性炭，是在碳質原料中加入一定數(shù)量的化學藥品，進行充分捏合塑化產(chǎn)生焦油等膠黏和增塑性物質，無需另加粘結劑即可成型，經(jīng)加熱炭活化一步完成的制備方法。制備顆?；钚蕴渴褂玫幕瘜W藥劑主要有 ZnCl2、H3PO4 、KOH、NaOH、H2SO4、CaCl2、K2CO3等。不同的化學活化劑，對原料的活化機理各不相同。

粘結劑法

添加粘結劑主要是為了解決原料自身無粘結性，成型困難，產(chǎn)品強度、表面光滑度不理想等問題的成型活性炭的制備。粘結劑的種類和用量，很大程度上影響著活性炭的強度和吸附性能。加入粘結劑，往往使顆?；钚蕴康牟糠挚紫抖氯斐蓹C械強度提高的同時其吸附性能降低。常用粘結劑有煤焦油、淀粉、木焦油、亞硫酸紙漿廢液、粘土、廢糖蜜、羧甲基纖維素、樹脂類等。

煤具有含碳量高、資源豐富、價格低廉等優(yōu)點，廣泛用于顆?；钚蕴康闹苽湓稀．斍?，制造煤質顆?；钚蕴克玫脑厦憾际菬o粘結性和弱粘結性的煤，如無煙煤、弱粘煤、褐煤等，因此均需要在原料煤中添加一定數(shù)量的粘合劑，使之壓制成型。由于煤焦油的瀝青含量高，對煤粉的粘結能力強，因此，我國煤質活性炭工廠大多數(shù)采用煤焦油作為粘結劑。杜亞平等采用煤焦油作為石油基顆?；钚蕴康恼辰Y劑，與無煙煤混捏，經(jīng)擠壓成型，活化制得機械強度較高、微孔發(fā)達的顆?；钚蕴?，可作為凈化空氣或水用吸附劑。

除了煤質原料，研究者對木質原料及其他原料制備顆?；钚蕴恳策M行了大量研究。夏洪應等以煙桿廢棄物為原料，木焦油為復合粘合劑，分別采用水蒸氣和二氧化碳活化法制備顆?；钚蕴?。結果表明，900 ℃活化時，水蒸氣法顆?；钚蕴砍饰⒖仔停珺ET 比表面積為 1037 m2/g，總孔容積為0.8152 mL/g；二氧化碳法活性炭炭也呈微孔型，比表面積為 947.81 m2/g，總孔容為 0.48 mL/g，但得率高于水蒸氣法。

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2021-09-15