高硬度活性炭、其制备方法和用途.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108975332A(43)申请公布日2018.12.11(21)申请号201810799400.1B01J20/30(2006.01)(22)申请日2018.07.19B01D53/02(2006.01)(71)申请人深圳市环球绿地新材料有限公司地址518100广东省深圳市南山区粤海街道深圳湾科技生态园2栋A座7层04号(72)发明人常明珠(74)专利代理机构武汉智元知识产权代理事务所(普通合伙)42234代理人张炳楠谢蓉(51)Int.Cl.C01B32/342(2017.01)C08F212/36(2006.01)C08F216/00(2006.01)A41D31/00(2006.01)B01J20/20(2006.01)权利要求书2页说明书6页(54)发明名称高硬度活性炭、其制备方法和用途(57)摘要本发明属于活性炭技术领域，特别涉及高硬度活性炭、其制备方法和用途。所述高硬度活性炭的球盘硬度不低于95％。使用本发明的制备方法，例如在活化过程中加入磷酸，能够以良好的收率和温和的反应条件制备得到高硬度的活性炭。由于其高硬度，因此在使用过程中灰份少。并且，所述活性炭还具有优异的吸附特性，可以用于吸附黄金，还可以高效地吸附有害性气体，如CO、H2S、HCl、SO2、NOX、甲醛、芳烃类气体、氨等中的一种或多种；所述高硬度活性炭还可以用于制备防化服的材料。CN108975332ACN108975332A权利要求书1/2页1.一种高硬度活性炭，其特征在于，所述高硬度活性炭的球盘硬度不低于95％。2.根据权利要求1所述的高硬度活性炭，其特征在于，所述高硬度活性炭的磨损指数不高于5mg.min-1。3.根据权利要求1或2所述的高硬度活性炭，其特征在于，所述高硬度活性炭的中值粒径D50为0.2-2.5mm。4.根据权利要求1-3任一项所述的高硬度活性炭，其特征在于，所述高硬度活性炭的制备原料为球形聚合物。5.权利要求1-4任一项所述的高硬度活性炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将球形聚合物与活化剂混合后进行碳化；2)将步骤1)得到的产物活化。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述聚合物通过将单体、引发剂混合进行聚合反应制备；优选地，所述单体选自具有2～60个碳原子，并且具有至少1个碳碳双键的化合物；优选地，所述共聚物的聚合物母体包括衍生自第一单体的结构单元和衍生自第二单体的结构单元，其中所述第一单体具有2～10个碳原子且含有至少一个碳碳双键，所述第二单体具有4～15个碳原子且含有至少两个碳碳双键；优选地，在所述共聚物的聚合物母体中，衍生自第一单体的结构单元占所述聚合物网络的总结构单元的75％到98％；衍生自第二单体的结构单元占所述聚合物网络的总结构单元的25％到2％；优选地，所述第一单体选自苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和碳原子数为2～6的单烯烃中的一种或更多种，所述碳原子数为2～6的单烯烃例如为乙烯、丙烯、异丙烯、丁烯、异丁烯、戊烯、异戊烯、新戊烯、己烯、异己烯、新己烯；优选地，所述第二单体选自丁二烯、戊二烯、异戊二烯、戊二烯、异己二烯、二乙烯苯和二乙二醇二乙烯基醚中的一种或更多种；优选地，所述聚合反应为悬浮聚合反应；优选地，聚合反应还在水、分散剂、助分散剂的存在下进行；优选地，水：分散剂：助分散剂的重量比为800～1000：0.5～3.0：0.05～0.2；优选地，所述聚合物是经磺化的聚合物或未经磺化的聚合物；当使用未经磺化的聚合物时，可以在碳化步骤之前进行磺化和/或碳化过程中原位进行磺化；优选地，所述磺化可使用本领域已知的原料进行，例如将未经磺化的聚合物与磺化剂接触进行；所述磺化剂可以选自硫酸(如浓硫酸)、发烟硫酸、SO3中的一种或多种的混合物。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述活化剂选自磷酸，其用量占球形聚合物质量的0.1～3％；优选地，所述磷酸为其水溶液；当选自水溶液时，其质量分数为15～90％；优选地，步骤1)的碳化在惰性气氛或者在惰性气体和氧气的混合气氛下进行；优选地，所述碳化的温度为100-750℃；优选地，当在碳化步骤之前进行磺化时，碳化步骤的起始温度等于或高于磺化温度的终结温度；优选地，碳化升温的速度为不超过10℃/min；2CN108975332A权利要求书2/2页优选地，所述碳化时间为1-15小时；优选地，步骤2)的活化包括第一活化步骤和第二活化步骤；优选地，所述第一活化步骤在含有水蒸气的气氛中进行；所述第二活化步骤在含有CO2的气氛中进行；优选地，所述第一次活化处理的温度为600-1200℃，所述第一活化步骤的时间为1-24小时；优选