用竹質(zhì)活性炭粉生產(chǎn)成形竹質(zhì)活性炭的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用竹質(zhì)活性炭粉生產(chǎn)成形竹質(zhì)活性炭的方法。將竹質(zhì)活性炭粉放入攪拌器中并加入去離子水，然后加入粘土及濃度為20-40wt%的水性聚氨酯樹脂水溶液，攪拌至均勻；將混合均勻的混合物轉(zhuǎn)移至成型設(shè)備中制成竹質(zhì)活性炭成形體；在溫度為65-80℃之間進(jìn)行干燥，然后再將溫度逐步升溫至150-160℃進(jìn)行烘干，制備得到成型竹質(zhì)活性炭。所述成形竹質(zhì)活性炭中的竹質(zhì)活性炭粉的含量為85-95wt%，粘土為2-5wt%，水性聚氨酯樹脂為3-10wt%。本發(fā)明的用竹質(zhì)活性炭粉生產(chǎn)成形竹質(zhì)活性炭的方法簡(jiǎn)單，沒有“三廢”排放，無(wú)環(huán)境污染。所得成形竹質(zhì)活性炭性能良好，尤其適用于在水處理、空氣凈化、干燥劑等方面的應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】用竹質(zhì)活性炭粉生產(chǎn)成形竹質(zhì)活性炭的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域，特別涉及一種用竹質(zhì)活性炭粉生產(chǎn)成形竹質(zhì)活性炭的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]活性炭是一種重要的多孔功能材料，其生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)有100多年的歷史。由于其豐富的孔結(jié)構(gòu)和發(fā)達(dá)的比表面積，活性炭廣泛應(yīng)用于液相和氣相的吸附、脫色、精制、分離催化領(lǐng)域，在食品、醫(yī)藥、化工、環(huán)保等方面都有十分重要意義。社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步對(duì)活性炭的應(yīng)用提供了更大的市場(chǎng)空間和提出了更高的要求。首先，從制造活性炭的原料來(lái)看，活性炭生產(chǎn)的原料不只是局限于煤炭、石油等一類不可再生資源，而更傾向于一類低炭、環(huán)保和可再生的資源，如生物質(zhì)資源。從產(chǎn)品形式上，也由最初單一的粉末活性炭演變出多種新型活性炭制品，各種成形活性炭的出現(xiàn)拓寬了該產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。與粉末活性炭相比，成形活性炭具有較大的尺寸和一定形狀，有較高的堆密度與強(qiáng)度，且無(wú)粉塵污染。雖然其較高的堆密度與較大的尺寸，及粘接球形工藝，會(huì)導(dǎo)致其比表面積有一定損失，即單位質(zhì)量表面積低于粉末活性炭，但由于堆密度大幅度提高，單位體積表面積要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于粉末活性炭。在儲(chǔ)藏運(yùn)輸過(guò)程中，堆密度、單位體積表面積高的球形活性炭更具優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，成形活性炭具有表面光滑、耐磨性好、填充密度高、顆粒分布均勻等特點(diǎn)，有利于滿足不同行業(yè)的多種用途。
[0003]利用竹材料生產(chǎn)活性炭是我國(guó)活性炭產(chǎn)業(yè)的一大特色。我國(guó)地處世界竹子分布的中心，是竹類植物種質(zhì)資源最豐富的國(guó)家，在中國(guó)分布的竹種有39屬500多個(gè)種，竹林面積達(dá)500萬(wàn)公頃，占世界竹林總面積的30%。竹子具有生長(zhǎng)快、材質(zhì)好、周期短(毛竹4-5年成材)、一次栽培管理得當(dāng)便可持續(xù)利用等獨(dú)特的生物學(xué)特征，同時(shí)，竹材作為一種天然材料，有特殊的化學(xué)組成和微觀孔隙構(gòu)造，是制備高性能活性炭的理想原料之一。但綜合現(xiàn)有竹質(zhì)活性炭產(chǎn)品，還存在著下列缺陷:(1)粒徑大于2毫米的竹炭很難活化生成比表面積較大、且孔徑分布較一致的成形竹質(zhì)活性炭，因此，高比表面積(大于800平方米/克)的竹質(zhì)活性炭常常是粉末狀。(2)由于竹材特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，竹質(zhì)活性炭中含有的介孔(孔徑在2-50納米之間)比例較低，這一孔徑同大多數(shù)粘結(jié)劑分子的大小相匹配，在成形過(guò)程中易造成大量的介孔堵塞，結(jié)果造成成形竹質(zhì)活性炭的有效功能降低。
[0004]為此，研發(fā)低成本、高效和環(huán)保的竹質(zhì)活性炭的成形技術(shù)，可進(jìn)一步發(fā)揮成形竹質(zhì)活性炭在吸附、除臭、殺菌、過(guò)濾、環(huán)境保護(hù)等方面的多種功能，拓展竹質(zhì)活性炭的應(yīng)用空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于充分利用竹質(zhì)活性炭的優(yōu)點(diǎn)，克服現(xiàn)有類似產(chǎn)品的技術(shù)不足，從而提供一種低成本、高效的用竹質(zhì)活性炭粉生產(chǎn)成形竹質(zhì)活性炭的方法，以拓展竹活性炭的使用范圍。[0006]本發(fā)明的用竹質(zhì)活性炭粉生產(chǎn)成形竹質(zhì)活性炭的方法包括以下步驟:
[0007]I)按照成形竹質(zhì)活性炭中含有85_95wt%的竹質(zhì)活性炭粉，將竹質(zhì)活性炭粉放入攪拌器中，加入是竹質(zhì)活性炭粉重量60-80%的去離子水，攪拌至所加入的去離子水吸附到竹質(zhì)活性炭中，然后按照成形竹質(zhì)活性炭中含有2-5wt%的粘土，加入粘土，繼續(xù)攪拌至均勻；按照成形竹質(zhì)活性炭中含有3-10%的水性聚氨酯樹脂，加入濃度為20-40wt%的水性聚氨酯樹脂水溶液，攪拌至均勻；然后快速將混合均勻的混合物轉(zhuǎn)移至成型設(shè)備中制成各種形狀、大小的竹質(zhì)活性炭成形體；
[0008]2)將步驟I)得到的竹質(zhì)活性炭成形體在溫度為65-80°C之間進(jìn)行干燥，(一般干燥的時(shí)間為2-3小時(shí))，然后再將溫度逐步升溫至150-160°C進(jìn)行烘干(一般烘干的時(shí)間為
0.5-1小時(shí))，制備得到成型竹質(zhì)活性炭。
[0009]所述的成形竹質(zhì)活性炭中的竹質(zhì)活性炭粉的含量為85_95wt%，粘土的含量為
2-5wt%,水性聚氨酯樹脂的含量為3-10wt%。
[0010]所述的成型竹質(zhì)活性炭的含水量小于2wt%。
[0011]所述的竹質(zhì)活性炭粉的粒度小于100目；所述的竹質(zhì)活性炭粉的BET比表面積大
于800平方米/克。
[0012]所述的粘土的粒度小于100目；選自既有較大的中孔又具有一定粘結(jié)性能的葉臘石、凹凸棒石和膨潤(rùn)土中的一種或幾種。
[0013]所述的成形竹質(zhì)活性炭的堆密度為0.46-0.6克/立方厘米。
[0014]本發(fā)明的用竹質(zhì)活性炭粉生`產(chǎn)成形竹質(zhì)活性炭的方法簡(jiǎn)單，沒有“三廢”排放，無(wú)環(huán)境污染。本發(fā)明的用竹質(zhì)活性炭粉生產(chǎn)成形竹質(zhì)活性炭的方法適合于各種形狀的成形竹質(zhì)活性炭的生產(chǎn)，所得成形竹質(zhì)活性炭性能良好，尤其適用于在水處理、空氣凈化、干燥劑等方面的應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1.本發(fā)明的用竹質(zhì)活性炭粉生產(chǎn)成形竹質(zhì)活性炭的方法的工藝流程示意圖。
[0016]具體實(shí)現(xiàn)方式
[0017]實(shí)施例1.[0018]請(qǐng)參見圖1。將500克BET比表面積為900平方米/克，粒度小于200目的竹質(zhì)活性炭粉放入攪拌器中，逐步加入350克去離子水，攪拌至所加入的去離子水吸附到竹質(zhì)活性炭中，再加入20克粒度小于200目的凹凸棒石粘土，繼續(xù)攪拌約20分鐘，再加入65克(濃度為30wt%)的水性聚氨酯樹脂水溶液，攪拌約10分鐘至均勻，然后迅速將混合均勻的混合物轉(zhuǎn)移到通用的圓盤造粒機(jī)中進(jìn)行造粒，再將粒狀的竹質(zhì)活性炭成形體放入65°C的烘箱中烘干2小時(shí)，然后再將溫度逐步升高至150°C，烘干0.5小時(shí)，得到粒度為1-3毫米的成型竹質(zhì)活性炭產(chǎn)品，其含水率為1.6wt%。采用美國(guó)麥克公司生產(chǎn)的ASPA2020型吸附儀測(cè)定該粒狀的成型竹質(zhì)活性炭的BET比表面積為726平方米/克，堆密度為0.48克/立方厘米。
[0019]實(shí)施例2.[0020]將1000克BET比表面積為1200平方米/克，粒度小于200目的竹質(zhì)活性炭粉放入攪拌器中，逐步加入780克去離子水，攪拌至所加入的去離子水吸附到竹質(zhì)活性炭中，再加入粒度小于200目的葉臘石粘土 25克、凹凸棒石粘土 20克，繼續(xù)攪拌約20分鐘，再加入120克(濃度為30wt%)的水性聚氨酯樹脂水溶液,攪拌至均勻,然后迅速將混合均勻的混合物轉(zhuǎn)移到塊狀模具中(橫截面20cmX IOcmX 2cm)，在0.3MPa的壓力下壓制10分鐘，然后脫模，將塊狀的竹質(zhì)活性炭成形體放入70°C的烘箱中烘干2.5小時(shí)，然后再將溫度逐步升高至160°C，烘干I小時(shí)，得到含水率為1.3wt%的塊狀竹質(zhì)活性炭產(chǎn)品。采用美國(guó)麥克公司生產(chǎn)的ASPA2020型吸附儀測(cè)定該塊狀竹質(zhì)活性炭的BET比表面積為836平方米/克，堆密度為0.51克/立方厘米。
[0021]實(shí)施例3.[0022]將20千克BET比表面積為900平方米/克，粒度小于200目的竹質(zhì)活性炭粉放入攪拌器中，逐步加入13千克去離子水，攪拌至所加入的去離子水吸附到竹質(zhì)活性炭中，再加入1000克粒度小于200目的凹凸棒石粘土，繼續(xù)攪拌約25分鐘，再加入2.5千克(濃度為35wt%)的水性聚氨酯樹脂水溶液，攪拌約15分鐘至均勻，然后迅速將混合均勻的混合物轉(zhuǎn)移到通用的無(wú)陷湯圓機(jī)中，生產(chǎn)出粒徑為0.8-1厘米的球形竹質(zhì)活性炭，再將球形竹質(zhì)活性炭成形體放入70°C的烘箱中烘干2.5小時(shí)，然后再將溫度逐步升高至156°C，烘干I小時(shí)，得到球形竹質(zhì)活性炭產(chǎn)品，其含水率為1.2wt%。采用美國(guó)麥克公司生產(chǎn)的ASPA2020型吸附儀測(cè)定該球形竹質(zhì)活性炭顆粒的BET比表面積為687平方米/克，堆密度為0.55克/立方厘米 。
【權(quán)利要求】
1.一種用竹質(zhì)活性炭粉生產(chǎn)成形竹質(zhì)活性炭的方法，其特征是，所述的方法包括以下步驟: （1）按照成形竹質(zhì)活性炭中含有85-95wt%的竹質(zhì)活性炭粉，將竹質(zhì)活性炭粉放入攪拌器中，加入是竹質(zhì)活性炭粉重量60-80%的去離子水，攪拌至所加入的去離子水吸附到竹質(zhì)活性炭中，然后按照成形竹質(zhì)活性炭中含有2-5wt%的粘土，加入粘土，繼續(xù)攪拌至均勻；按照成形竹質(zhì)活性炭中含有3-10%的水性聚氨酯樹脂，加入濃度為20-40wt%的水性聚氨酯樹脂水溶液，攪拌至均勻；然后將混合均勻的混合物轉(zhuǎn)移至成型設(shè)備中制成竹質(zhì)活性炭成形體； 2)將步驟1)得到的竹質(zhì)活性炭成形體在溫度為65-80°C之間進(jìn)行干燥，然后再將溫度逐步升溫至150-160°C進(jìn)行烘干，制備得到成型竹質(zhì)活性炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的干燥的時(shí)間為2-3小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的烘干的時(shí)間為0.5-1小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的竹質(zhì)活性炭粉的粒度小于100目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征是:所述的竹質(zhì)活性炭粉的BET比表面積大于800平方米/克。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的粘土的粒度小于100目；選自葉臘石、凹凸棒石和膨潤(rùn)土中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的成型竹質(zhì)活性炭的含水量小于2wt%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征是:所述的成形竹質(zhì)活性炭的堆密度為0.46-0.6克/立方厘米。
【文檔編號(hào)】C01B31/08GK103803543SQ201210451920
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月12日
【發(fā)明者】鐘哲科, 楊慧敏, 季順山, 陳法貴 申請(qǐng)人:浙江澤可生物科技有限公司