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蜂窝活性炭的制备方法有哪些

时间:2020年3月23日 浏览次数:185次 来源:宁夏永瑞达炭素有限公司

       制备方法的选择是产品生产的重要环节,蜂窝活性炭的制备可分为碳前驱体成型和后处理,其后处理工序一般根据其不同的制备条件而有所差异。根据其成型方法不同,制备蜂窝活性炭的方法可分为整体挤压成型法和涂炭法两种。
       整体挤压成型法制备蜂窝活性炭
       挤压成型是目前国内外制备蜂窝活性炭普遍采用的一种成型方法,这种方法是将含炭材料、黏结剂和无机添加剂混合后通过模具挤压成型,然后将成形体在一定温度下干燥,固化使块状结构稳定,接着在惰性气氛下进行炭化、活化。活化可分为物理活化和化学活化,常用的物理活化剂有二氧化碳、水蒸气和氧气,化学活化剂有氯化锌、磷酸和氢氧化钾。用于制备挤压成型蜂窝活性炭的含炭材料有酚醛树脂、活性炭、焦炭粉等。该方法制备的蜂窝活性炭由于其结构可调性较好,并能灵活调控孔径分布、孔密度和机械强度,在工业中使用的较为广泛。根据挤压成型所运用的原材料不同,可将此工艺分为3种。

蜂窝活性炭
       (1)直接用炭质前驱体进行成型,然后经过干燥、炭化及活化制得蜂窝活性炭。
       该方法在进行炭质前驱体成型时,原料与黏结剂的使用会根据不同条件确定。当使用无黏性或弱黏性原料时,可在原料中添加黏结剂,常用的黏结剂有甲基纤维素、酚醛树脂、煤焦油等。将原料与黏结剂混匀后,将其捏合、挤压,从而制备出完整的蜂窝体结构。当使用黏结性较强的原料时,可以不添加黏结剂,直接添加水,经过混合、捏合、挤压便可制备出成型的蜂窝体结构,这种方法虽然没有添加黏结剂,但是利用具有黏结剂的原料,在炭化时,原料可在热解阶段形成气-固-液三相胶质体,将原料相互黏结成块,起到高温黏结剂的作用,目前配煤法是研究比较多的无添加黏结剂制备蜂窝活性炭的方法。
       (2)颗粒活性炭磨粉,经过成型、干燥、炭化和活化等工序制备蜂窝活性炭
       此方法是以活性炭炭粉为原料,添加黏结剂、粘土等,经过混合、捏合和挤压等工序制备蜂窝活性炭。此法制备的蜂窝活性炭只需在较低温度下热处理就可以,所制得的蜂窝活性炭比表面积损失小、烧失率小、机械强度高。由于不需要炭化、活化等工序,制备方法简单,耗能少,因此在工业生产中的应用潜力巨大。

颗粒活性炭
       (3)混合原料经成型、干燥、炭化和活化制备获得蜂窝活性炭
       将几种炭前驱体混合均匀后添加少量或不添加黏结剂,经过捏合、挤压出蜂窝体,再经炭化、活化制备出蜂窝活性炭。该方法相对复杂,但由于原料来源性广,是制备特种活性炭使用较多的技术路线。
       涂炭法制备蜂窝活性炭
       涂炭法是以蜂窝陶瓷为载体,在其上面涂载液体含炭物质,经过干燥、炭化以及活化等工序制备的蜂窝活性炭。具体可分为两步,一是蜂窝陶瓷的制备,将原料与粘结剂混合均匀后,加水捏合成具有较高可塑性的泥料,将此泥料通过模具挤出成型,然后通过干燥,在高温下煅烧成多孔结构。二是含炭材料的涂载,将制备好的多孔陶瓷浸人液体含炭材料中,如:酚醛树脂、聚乙烯、煤焦油、沥青等,浸入其中一段时间后经过干燥、固化、炭化和活化等工序制得,得具有蜂窝状结构的炭材料。利用涂载法制备的蜂窝活性炭继承了蜂窝陶瓷强度高、孔隙大、压降低的优点,使其较适合作为化学反应的催化剂载体。

蜂窝活性炭产品
       但是涂炭法制得的蜂窝活性炭是由蜂窝骨架和含炭材料组合而成,耐磨性较差,在工业应用中易出现炭质涂层成片脱落,堵塞载体通道,使压降急剧升高等问题。因此,涂炭法在工业中的应用受到很大限制。

       综上所述,整体挤压成型法和涂炭法这两种制备蜂窝活性炭的方法都有自己的优点,但是也存在一定的局限,现在科技快速发展,相信在不久的将来,蜂窝活性炭厂家能找到解决这些限制的方法。