本發(fā)明屬于活性炭吸附材料制備，具體涉及一種用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭及其制備方法。

背景技術：

1、活性炭中的微孔、中孔和大孔的占比分別為：微孔：微孔的半徑小于2nm，其容積通常在0.20-0.60cm3/g，約占活性炭總比表面積的95％以上，甚至超過1500m2/g；中孔：中孔的半徑在2到50nm之間，其容積通常在0.2-0.8cm3/g，比表面積在200-450m2/g，中孔在活性炭總比表面積中占比較小，通常不超過5％；大孔：大孔的半徑大于50nm，其容積通常在0.2-0.8cm3/g，比表面積最小，通常在0.5-100m2/g，大孔在活性炭總比表面積中占比較小，通常不超過1％。不同孔徑的應用場景：微孔：由于其極小的孔徑和巨大的比表面積，微孔對小分子物質，如氫氣、二氧化碳、甲烷等具有極強的吸附能力，它常用于氣體儲存、室內空氣凈化、超級電容器電極材料等領域；中孔：中孔主要起運輸通道的作用，幫助吸附質分子擴散到微孔中去，它常用于吸附大分子物質或作為催化劑載體，例如在紡織印染廢水處理中吸附染料分子；大孔：大孔為吸附質提供進入活性炭內部的通道，常用于吸附大分子物質或提供快速的吸附通道，在水處理中，大孔能讓大分子有機物快速進入內部，然后通過中孔和微孔進行吸附。

2、目前，生產的活性炭中含有微孔、中孔、大孔，比例不穩(wěn)定，特別是用在廢水、廢氣行業(yè)的活性炭，單位質量的活性炭其使用吸附率只有15％左右，并且使用過后的活性炭只能當做危廢或者固廢處理掉了，大大浪費了資源。目前，常規(guī)活性炭的采購成本高，使用吸附率低，活性炭產品更換頻繁，不能在線再生，資源浪費嚴重，容易對環(huán)境造成污染。

3、目前，常規(guī)活性炭中的中孔和大孔占活性炭總比表面積總共5％左右，把該常規(guī)活性炭用在廢水和廢氣，很是浪費。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的是提供了一種用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭及其制備方法，可將此產品用在廢水吸附和廢氣吸附的領域，解決活性炭的使用吸附率低、產品更換周期短、不能在線再生的問題。

2、為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

3、一種用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭，所述活性炭中：中孔的半徑在2到50nm之間，中孔的比表面積為200-350m2/g，中孔在活性炭總比表面積中占比為8％-15％；

4、大孔的半徑為大于50nm，大孔的比表面積為50-100m2/g，大孔在活性炭總比表面積中占比為4％-8％；

5、微孔的半徑為小于2nm，微孔的比表面積為1000-1500m2/g，微孔在活性炭總比表面積中占比為余量。

6、一種用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭的制備方法，包括以下依次進行的步驟：

7、1)首先將原料輸送到內熱式炭化爐中進行低溫一次炭化，炭化出料后經過水的間接冷卻，得到一次炭化料；

8、2)將一次炭化料與瀝青在攪拌罐內攪拌混合均勻，然后輸送到磨粉機內進行磨粉，磨到200目，過200目篩后，得到炭化料篩下物；

9、3)將炭化料篩下物投入到捏合機中，并加入粘合劑，進行混合，得到捏合料；

10、4)將捏合料輸送到壓力機中進行擠壓成型；

11、5)然后成型料落到鋼帶烘干機上進行烘干，連續(xù)式烘干完成后得到烘干料；

12、6)將烘干料輸送到外熱式炭化爐中進行二次炭化；

13、7)二次炭化冷卻后進行篩分，篩下料重返捏合工序，篩上物為二次炭化料；

14、8)將二次炭化料輸送到外熱式活化爐中進行高溫活化；

15、9)然后活化料再經過篩分，篩上物為柱狀活性炭，篩下物經過磨粉后得到粉狀活性炭。

16、優(yōu)選的，步驟1)中，所述原料是果殼，椰殼以及棕櫚殼中的至少一種。

17、優(yōu)選的，一次炭化的溫度為630℃-670℃，一次炭化的時間為0.3-1小時，回轉式的炭化爐內氧濃度小于體積百分數5％，回轉式的炭化爐內微負壓運行，負壓控制在-50pa到-100pa之間。

18、優(yōu)選的，瀝青的粒度為80目-90目，一次炭化料的質量:瀝青的質量＝(75-80):(20-25)。

19、優(yōu)選的，粘合劑的添加質量占炭化料篩下物的質量為8％-10％；

20、粘合劑的制作方法是預糊化淀粉100wt％與8wt％的1000萬分子量的聚丙烯酰胺的混合物；

21、捏合是混合成糊狀。

22、優(yōu)選的，擠壓成型后是圓柱型，直徑為3mm-6mm。

23、優(yōu)選的，烘干條件為110℃-130℃，烘干時間為1-2小時，烘干至含水量為4wt％-6wt％。

24、優(yōu)選的，二次炭化的溫度為600℃-650℃，二次炭化的時間為0.4-0.5小時，回轉式的炭化爐內氧濃度小于5％，回轉式的炭化爐內微負壓運行，負壓控制在-50pa到-100pa之間。

25、優(yōu)選的，活化溫度為800℃-900℃，活化時間為30min-60min，活化是采用水蒸汽作為活化劑。

26、本申請取得了以下有益的技術效果：

27、本申請中，將活性炭中的中孔和大孔的在總比表面積中的占比分別均提高了，把此活性炭用在廢水廢氣行業(yè)，能在滿足使用條件的前提下，增加了活性炭的使用吸附率，減少了活性炭的更換次數，節(jié)約了自然資源。

28、本申請中，此制備方法：(1).連續(xù)性強：從原料都成品，均采用先進的裝置和設備；(2).產量大：一次炭化選取內熱式炭化爐，二次炭化選取外熱式炭化爐，活化選取外熱式活化爐，這種設備意味著產量大；(3).無廢產品產生：二次炭化篩下料和活化篩下料均合理利用了，二次炭化篩下料重返捏合，活化篩下料磨粉成為了另一種應用的產品；(4).節(jié)省材料和能源，先進的方法，連續(xù)性強，就能節(jié)約能源；(5).無化學工序，目前市場上存在堿活化等化學方式的活化手段工序，這種炭的制備有一定的環(huán)境污染性，并且制造出來的活性炭應用范圍受到制約，本申請無化學品使用，且無環(huán)境污染。

29、本申請中，此活性炭主要特點是雖然只具有中等的比表面積，但是其擁有發(fā)達的中孔和大孔，能吸附較大的分子，過濾速度快，用在廢水廢氣行業(yè)是更佳選擇。

技術特征：

1.一種用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭，其特征在于，所述活性炭中：中孔的半徑在2到50nm之間，中孔的比表面積為200-350m2/g，中孔在活性炭總比表面積中占比為8％-15％；

2.一種用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭的制備方法，其特征在于，包括以下依次進行的步驟：

3.根據權利要求2所述的一種用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述原料是果殼，椰殼以及棕櫚殼中的至少一種。

4.根據權利要求2所述的一種用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭的制備方法，其特征在于，一次炭化的溫度為630℃-670℃，一次炭化的時間為0.3-1小時，回轉式的炭化爐內氧濃度小于體積百分數5％，回轉式的炭化爐內微負壓運行，負壓控制在-50pa到-100pa之間。

5.根據權利要求2所述的一種用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭的制備方法，其特征在于，瀝青的粒度為80目-90目，一次炭化料的質量:瀝青的質量＝(75-80):(20-25)。

6.根據權利要求2所述的一種用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭的制備方法，其特征在于，粘合劑的添加質量占炭化料篩下物的質量為8％-10％；

7.根據權利要求2所述的一種用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭的制備方法，其特征在于，擠壓成型后是圓柱型，直徑為3mm-6mm。

8.根據權利要求2所述的一種用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭的制備方法，其特征在于，烘干條件為110℃-130℃，烘干時間為1-2小時，烘干至含水量為4wt％-6wt％。

9.根據權利要求2所述的一種用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭的制備方法，其特征在于，二次炭化的溫度為600℃-650℃，二次炭化的時間為0.4-0.5小時，回轉式的炭化爐內氧濃度小于5％，回轉式的炭化爐內微負壓運行，負壓控制在-50pa到-100pa之間。

10.根據權利要求2所述的一種用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭的制備方法，其特征在于，活化溫度為800℃-900℃，活化時間為30min-60min，活化是采用水蒸汽作為活化劑。

技術總結
本申請?zhí)峁┝艘环N用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭，中孔的比表面積為200?350m<supgt;2</supgt;/g，中孔占比為8％?15％，大孔的比表面積為50?100m<supgt;2</supgt;/g，大孔占比為4％?8％；還提供了一種用于廢水廢氣的高中孔大孔率的活性炭的制備方法，包括依次：低溫一次炭化；加瀝青攪拌與磨粉，篩分；加入粘合劑進行捏合；擠壓成型；烘干；二次炭化；篩分；高溫活化；篩分。將中孔和大孔的在總比表面積中的占比分別均提高了，且連續(xù)性強，產量大，無廢產品產生，節(jié)省材料和能源，無化學工序，無環(huán)境污染，擁有發(fā)達的中孔和大孔，能吸附較大的分子，過濾速度快，用在廢水廢氣行業(yè)是更佳選擇。

技術研發(fā)人員：楊坤,楊澤錕,田其帥,楊黎軍,胡涵,孫康
受保護的技術使用者：青島冠寶林活性炭有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15