一种兰炭基活性炭及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115893410A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211598395.0(22)申请日2022.12.12(71)申请人榆林学院地址719053陕西省榆林市文化北路2号(72)发明人胡广涛田哓冬卢翠英李国杰周丹丹(74)专利代理机构北京煦润知识产权代理有限公司11964专利代理师柴明英朱清娟(51)Int.Cl.C01B32/348(2017.01)C01B32/342(2017.01)C01B32/318(2017.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称一种兰炭基活性炭及其制备方法(57)摘要本发明是关于一种兰炭基活性炭及其制备方法，其中，兰炭基活性炭的制备方法，其包括如下步骤：1)制备以兰炭粉末为核、助剂为壳的核壳结构复合材料；其中，所述助剂为具有粘结性的可热解材料；2)对核壳结构复合材料进行碳化处理，得到碳化处理后的材料；3)对碳化处理后的材料进行活化处理，得到兰炭基活性炭。本发明能较好的改善兰炭制备活性炭存在的比表面积小、孔尺寸偏大的问题。本发明通过选择合适的助剂，使所制备的兰炭基活性炭的比表面积在1000‑1600m2/g的范围内调整、微孔率能在60‑85％之间调控，可以保证系列化兰炭基活性炭的制备。本发明的工艺简单、可操作性强、适合工业化生产，对于系列化兰炭基活性炭的制备生产具有一定的现实意义。CN115893410ACN115893410A权利要求书1/2页1.一种兰炭基活性炭的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：1)制备以兰炭粉末为核、助剂为壳的核壳结构复合材料；其中，所述助剂为具有粘结性的可热解材料；2)对所述核壳结构复合材料进行碳化处理，得到碳化处理后的材料；3)对所述碳化处理后的材料进行活化处理，得到兰炭基活性炭。2.根据权利要求1所述的兰炭基活性炭的制备方法，其特征在于，在所述步骤1)中：所述助剂选用聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、聚乙烯醇、煤沥青、石油沥青中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的兰炭基活性炭的制备方法，其特征在于，所述步骤1)包括：将所述助剂溶于溶剂中，并向其中加入兰炭粉末，然后在设定温度下进行搅拌处理，得到混合液；对所述混合液进行过滤处理后，得到滤饼；将所述滤饼干燥处理后，得到核壳结构复合材料；优选的，所述兰炭粉末的粒径为60‑200目。4.根据权利要求3所述的兰炭基活性炭的制备方法，其特征在于，所述助剂与所述兰炭粉末的质量比为(5：100)‑(50：100)，优选为(15：100)‑(25：100)；和/或所述溶剂为水、乙醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺中的一种或几种；和/或所述设定温度为室温‑80℃；和/或所述搅拌处理的时间为0.5‑12h；和/或所述干燥处理的温度为80‑120℃，干燥处理的时间为6‑24h。5.如权利要求1‑4任一项所述的一种兰炭基活性炭的制备方法，其特征在于，在所述步骤2)中：在惰性气氛的条件下，将所述核壳结构复合材料加热至碳化处理的温度，进行碳化处理；其中，所述碳化处理的温度为600‑1000℃，优选为700‑900℃。6.根据权利要求5所述的兰炭基活性炭的制备方法，其特征在于，所述碳化处理的时间为0.5‑4h，优选为1‑2h；和/或所述惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛；和/或将所述核壳结构复合材料加热至碳化处理的温度的升温速率为1‑10℃/min，优选为2‑5℃/min。7.根据权利要求1‑6任一项所述的兰炭基活性炭的制备方法，其特征在于，在所述步骤3)中：将所述碳化处理后的材料与活化剂混合，得到混合物；然后在惰性气氛下对所述混合物进行活化处理；最后将活化处理后的产物进行清洗、干燥后，得到兰炭基活性炭。8.根据权利要求7所述的兰炭基活性炭的制备方法，其特征在于，所述碳化处理后的材料与活化剂的质量比为1:1‑1:7，优选为1:3‑1:5；和/或所述活化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氯化锌、磷酸中的一种或几种。9.根据权利要求7所述的兰炭基活性炭的制备方法，其特征在于，所述活化处理的温度为600‑1000℃，优选为700‑900℃；所述活化处理的时间为0.5‑4h，优选为2‑3h；和/或所述惰性气氛为氩气气氛或氮气气氛；和/或2CN115893410A权利要求书2/2页将所述混合物加热至所述活化处理的温度的升温速率为1‑10℃/min，优选为2‑3℃/min。10.一种兰炭基活性炭，其特征在于，所述兰炭基活性炭是以兰炭粉末为核层、炭材料为壳层的核壳结构复合材料；其中，所述炭材料是由助剂热解后得到的；所述助剂为具有粘结性的可热解材料；其中，所述兰炭基活性炭为具有大孔、中孔、微孔的多级孔结构；其中，所述大孔的孔径为50‑500nm、中孔的