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专利号: 201811118490X
申请人: 湖南曦威新材料有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-03-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有层次孔结构沥青基球形活性炭的制备方法,包括以下步骤:步骤1、将软化点为240~280℃的高软化点煤沥青、精萘、高温易裂解物质和金属盐按质量比1:0.1~0.35:0.05~0.1:0.001~0.03通过螺杆挤出机进行均匀混合,并制成直径为2~3mm的含萘沥青条;

步骤2、采用对辊式破碎机,将步骤1所制得的含萘沥青条进行破碎,制得粒径为0.6~

1.5mm的含萘沥青颗粒;

步骤3、将步骤2所制含萘沥青颗粒每500kg置于5000L的高压反应釜中,添加3000L去离子水和10~20kg聚乙烯醇,并通入99.99%的高纯氮气使得高压反应釜内的压力保持在0.2~2MPa;

将高压反应釜先以5℃/min的升温速度升温至90~140℃,并恒温30min;然后自然降温至40~65℃,得到直径为0.6~1.5mm的含萘沥青球;

步骤4、将步骤3所制含萘沥青球置于有机溶剂中进行萃取,在30~50℃萃取10~20h,制得含孔沥青球;

3

步骤5、将步骤4所制含孔沥青球置于回转炉中,通入5~30m/h流量的空气,以0.2~1℃/min的升温速度由室温升至280~330℃并在该温度下恒温2~4h,进行氧化不熔化处理,制得氧化沥青球;

步骤6、待步骤5的氧化不熔化结束后,直接将空气切换成氮气,并以5~10℃/min的升温速度升温至800~950℃,并在此温度下恒温2~4h,制得炭化沥青球;

3

步骤7、待步骤6的炭化结束后,直接将氮气切换成30~60m/h流量的水蒸气,并在800~

950℃温度下反应2~10h,制得沥青基球形活性炭;

步骤8、将步骤7所制沥青基球形活性炭,在常温下进行酸洗,并进行水洗、干燥,即制得兼具“大孔‑中孔‑微孔”层次孔结构的沥青基球形活性炭;所述沥青基球形活性炭的密度为

3 2

0.4~0.85g/cm 、比表面积为100~1600m/g、含有的微孔含量为60~75%、中孔含量为25~

15%、大孔含量为15~10%;

利用精萘在沥青球内部形成初始的孔隙,这些初始的孔隙将在后续水蒸气活化过程中转化成微孔;基于高温易裂解物质在氧化不熔化、炭化过程中的裂解反应形成大孔和部分中孔;根据金属盐催化剂与基体碳在炭化、水蒸气活化过程中的催化反应形成部分中孔。

2.根据权利要求1所述的具有层次孔结构沥青基球形活性炭的制备方法,其特征在于:所述大孔为孔径大于50nm的孔,所述中孔为孔径为2~50nm的孔,所述微孔为孔径小于2nm的孔。

3.根据权利要求1所述的具有层次孔结构沥青基球形活性炭的制备方法,其特征在于:所述高温易裂解物质为酚醛树脂、煤焦油、软化点为30~50℃的低温煤沥青、软化点为80~

100℃的中温煤沥青、软化点为30~50℃的乙烯渣油、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯中的一种。

4.根据权利要求1所述的具有层次孔结构沥青基球形活性炭的制备方法,其特征在于:所述金属盐为三氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硝酸铜、硫酸铜、硝酸钴、硝酸镁、氯化镁中的一种。

5.根据权利要求1所述的具有层次孔结构沥青基球形活性炭的制备方法,其特征在于:所述步骤1中高软化点煤沥青、精萘、高温易裂解物质及金属盐的混合方式为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中的一种。

6.根据权利要求1所述的具有层次孔结构沥青基球形活性炭的制备方法,其特征在于:所述步骤4中的有机溶剂包括石油醚、正庚烷、甲苯、洗油、甲醇中一种或其混合溶液。

7.根据权利要求1所述的具有层次孔结构沥青基球形活性炭的制备方法,其特征在于:所述步骤8酸洗过程中的酸为盐酸、硝酸、硫酸中的一种或其中两种的混合溶液。

8.一种沥青基球形活性炭,其特征在于:使用权利要求1‑7中任何一项所述制备方法制得。