一种酚醛树脂基活性炭小球及制备方法.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CN106698426A(43)申请公布日2017.05.24(21)申请号201611075091.0(22)申请日2016.11.29(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人王希涛石春杰王康(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人陆艺(51)Int.Cl.C01B32/348(2017.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种酚醛树脂基活性炭小球及制备方法(57)摘要本发明公开了一种酚醛树脂基活性炭小球及制备方法，制备方法为：(1)将甲醛水溶液、苯酚和氢氧化钠混合均匀，在密闭条件下，反应，得暗红色溶液；(2)将海藻酸盐水溶液与所述暗红色溶液混合均匀，得到海藻酸盐-酚醛树脂混合溶液；(3)将海藻酸盐-酚醛树脂混合溶液滴加到金属离子水溶液中，得到复合凝胶小球，放置，取出小球，用蒸馏水洗涤；(4)将洗涤后的小球干燥至恒重，然后于炭化炉中，在惰性气氛下，活化，冷却至室温，用稀硝酸浸泡，水洗至中性，干燥，得酚醛树脂基活性炭小球。本发明的方法制备的酚醛树脂基活性炭小球具有粒径均一、表面光滑、球形度高、具有较高机械强度与较好的孔结构。适用于大规模工业生产。CN106698426ACN106698426A权利要求书1/1页1.酚醛树脂基活性炭小球的制备方法，其特征是包括如下步骤：(1)将体积浓度为37％的甲醛水溶液、苯酚和氢氧化钠以质量比为1～3:1:0.1～0.3的比例混合均匀，在密闭条件下，于70～95℃反应0.5～3小时，冷却至室温，得暗红色溶液；(2)将质量浓度为1％～3％海藻酸盐水溶液与所述暗红色溶液按体积比10:5～1的比例混合均匀，得到海藻酸盐-酚醛树脂混合溶液；(3)将所述海藻酸盐-酚醛树脂混合溶液滴加到0.1-0.8mol/L的金属离子水溶液中，得到复合凝胶小球，放置10～24h，取出小球，用蒸馏水洗涤；所述海藻酸盐-酚醛树脂混合溶液与金属离子水溶液的体积比为1：5-20；(4)将洗涤后的小球干燥至恒重，然后于炭化炉中，在惰性气氛下，以2℃～10℃/min的升温速度升至600℃～1000℃活化2～24h，冷却至室温，用稀硝酸浸泡，水洗至中性，干燥，得酚醛树脂基活性炭小球。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述海藻酸盐为海藻酸铵、海藻酸钾或海藻酸钠。3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述金属离子为Ca2+、Ba2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+或Cu2+。4.权利要求1-3之一的方法制备的酚醛树脂基活性炭小球。2CN106698426A说明书1/4页一种酚醛树脂基活性炭小球及制备方法技术领域[0001]本发明属无机材料领域，涉及一种酚醛树脂基活性炭小球及制备方法。背景技术[0002]球形活性炭具有球形度好、装填密度均匀、比表面积大、强度高、耐磨损、耐腐蚀以及在固定床使用时阻力小等一系列优点，被广泛应用于催化、环保、医药、军事、电子等领域，因此其制备及成型研究受到人们的高度重视。目前球形活性炭可以采用煤碳、高分子材料以及沥青作为原料进行制备。其中，煤基球形活性炭存在杂质含量高、机械强度低等缺点；沥青基活性炭小球存在成本高，制备过程复杂，孔分布尺度不易调节等问题；以酚醛树脂作为原料生产球形活性炭具有杂质含量低、机械强度高、表面积大、孔径尺寸大且分布易控制、吸附容量大等优良性能，并且此方法还可以通过加入造孔剂或介孔模板剂，制备出介孔或有序大孔—介孔复合多级孔碳材料。因此，以酚醛树脂为原料制备球形活炭材料，成为目前研究和开发的主要方向之一。[0003]目前球形活性炭颗粒的成型方法主要包括：采用无机或有机粘合剂与活性炭粉末或前驱体共混，然后挤压滚动成型(201410787638.4，200910031228.6)、粘合剂与活性炭粉末湿法共混模具成型(201410028954.3)、空心球作为模板剂成型(201410093429X)、先制备有机球形颗粒如树脂颗粒再烧结制备球形活性炭颗粒(201410787638.4)。这些方法的问题是操作过程复杂，需要使用粘合剂，或者采用有一定环境污染的活性炭前驱体合成原料，以及孔结构不易调节等问题。所制备的活性炭小球存在表面粗糙，强度较低与球形度较差等问题。发明内容[0004]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种原料简单、操作方便且环境污染小的酚醛树脂基活性炭小球的制备方法。[0005]本发明的第二个目的是提供一种酚醛树脂基活性炭小球。[0006]本发明的技术方案概述如下：[0007]酚醛树脂基活性炭小球的制备方法，包括如下步骤：[0008](1)将体积浓度为37％的甲醛水溶液、苯酚和氢氧化钠以质量比为1～3:1:0.1～0.3的比