柱狀活性炭、其制備方法以及釕基氨合成催化劑的載體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及活性炭技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柱狀活性炭、其制備方法以及釕基氨 合成催化劑的載體。
【背景技術(shù)】
[0002] 活性炭作為一種重要的多孔功能材料，已被廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)、空氣凈化、脫色 除味、溶劑回收、催化劑載體等領(lǐng)域。對(duì)于活性炭而言，孔結(jié)構(gòu)的孔徑尺寸以及數(shù)量直接影 響其用途和吸附效果。因此，對(duì)孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的調(diào)控，就顯的至關(guān)重要。
[0003]目前，常見的孔結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)可分為：活化過程控制法、熱處理法、模板法、化學(xué)氣 相沉積法以及添加劑法等。就應(yīng)用而言，活化過程控制法與添加劑法更具優(yōu)勢。然而，無論 采用物理活化法或者化學(xué)活化法，所制備的活性炭的孔徑分布比較分散，并且微孔率普遍 較高，使其實(shí)用性受到一定的限制。
[0004] 專利CN102275911A公開了一種微孔型活性炭及其化學(xué)藥劑孔徑調(diào)控的制備方 法，通過控制活化劑的量以及相關(guān)工藝參數(shù)，來調(diào)控活性炭的微孔率，所制得的微孔十分發(fā) 達(dá)，平均孔徑為1.6nm。但是，該方法主要涉及微孔的調(diào)控，并沒有涉及活性炭的強(qiáng)度。專 利CN102862982A公開了一種具有狹窄中孔孔徑分布球狀活性炭的制備方法，該方法以 苯酚、甲醛、氫氧化鈉以及離子液體為原料，制備出窄中孔孔徑分布的球狀活性炭。然而， 該制備方法比較復(fù)雜，并且成本高，不易工業(yè)化，對(duì)于球狀活性炭的強(qiáng)度也沒給予具體的參 數(shù)。專利CN103058186A公開了一種以木肩為原料制備顆?；钚蕴康姆椒?，在傳統(tǒng)的活性 炭制備工藝中加入助催化劑磷酸氫二鈉，得到高比表面積的顆?；钚蕴?，較高的亞甲基藍(lán) 吸附值進(jìn)一步表明其較高的微孔率，但沒有能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)孔徑的可控性。
[0005] 綜上所述，高強(qiáng)度與發(fā)達(dá)孔結(jié)構(gòu)通常是相互矛盾的。因此，如何具備較高強(qiáng)度且介 孔分布集中的柱狀活性炭，成為目前亟待解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中難以制備具有較高強(qiáng)度且介 孔分布集中的柱狀活性炭的問題。
[0007] 為此，本發(fā)明提供了一種柱狀活性炭，以椰殼為原料制得，所述柱狀活性炭的平均 孔徑為2-6nm，所述柱狀活性炭的總孔容為0. 6-1. 0cm3/g，所述柱狀活性炭的抗壓強(qiáng)度為 140-210N/cm〇
[0008] 上述柱狀活性炭中，所述柱狀活性炭的平均孔徑為3_5nm，所述柱狀活性炭的比表 面積為 1000_1500cm2/g。
[0009] 上述柱狀活性炭中，所述柱狀活性炭的中孔率40% -70%，所述柱狀活性炭的中 孔孔容 0. 2-0. 7cm3/g。
[0010] 上述柱狀活性炭中，所述柱狀活性炭的抗壓強(qiáng)度為180-210N/Cm。
[0011] 上述柱狀活性炭中，所述柱狀活性炭的平均孔徑和孔容按照GB/T19587-2004 《氣體吸附BET法測定固態(tài)物質(zhì)比表面積》測得；所述柱狀活性炭的抗壓強(qiáng)度按照GB/T16491-2008《電子式萬能試驗(yàn)機(jī)》測得。
[0012] 本發(fā)明還提供了一種制備上述的柱狀活性炭的方法，包括以下步驟：將包含椰殼 粉、粘結(jié)劑、擴(kuò)孔劑和活化劑的混合水溶液進(jìn)行混捏處理，得到混捏料；將所述混捏料成型 得到柱狀料，并將所述柱狀料置于氣氛爐中進(jìn)行炭化和活化，得到所述柱狀活性炭。
[0013] 上述方法中，所述活化劑為磷酸，所述擴(kuò)孔劑為Κ2ΗΡ04、腿$04和ΚΝ0 3的一種或者 兩種混合。
[0014] 上述方法中，所述活化劑與所述椰殼粉的質(zhì)量比為0. 25~1. 5:1，所述擴(kuò)孔劑與 所述椰殼粉的質(zhì)量比為〇. 01~〇. 15 :1。
[0015] 上述方法中，所述粘結(jié)劑為田菁粉，所述粘結(jié)劑的添加量為所述椰殼粉質(zhì)量的 1%~20%〇
[0016] 上述方法中，所述水的加入量為所述椰殼粉質(zhì)量的20 %~60 %。
[0017] 上述方法中，所述混合水溶液的制備步驟包括：將所述椰殼粉和所述粘結(jié)劑混合 均勻，得到椰殼粉粘液；向所述椰殼粉粘液加入包含擴(kuò)孔劑、活化劑和水的混合液，得到所 述混合水溶液。
[0018] 上述方法中，所述混合液的制備步驟包括：將擴(kuò)孔劑和水混合均勻，直至完全溶 解，得到擴(kuò)孔劑溶液；向所述擴(kuò)孔劑溶液加入活化劑，并均勻攪拌，得到所述混合液。
[0019] 上述方法中，所述椰殼粉的制備步驟包括：將烘干后的椰殼破碎、篩分，然后過 80~100目篩，得到所述椰殼粉。
[0020] 上述方法中，所述混捏處理的時(shí)間為30~40min。
[0021] 上述方法中，將所述柱狀料置于氣氛爐中進(jìn)行炭化和活化的步驟中，惰性氣體的 流量控制在50~200mL/min，恒溫溫度為600~800°C，恒溫時(shí)間為1~3h。
[0022] 上述方法中，將所述柱狀料置于所述氣氛爐中進(jìn)行炭化和活化的步驟之前，所述 方法還包括：將所述柱狀料進(jìn)行預(yù)固化，預(yù)固化溫度為70~150°C。
[0023] 本發(fā)明還提供了一種釕基氨合成催化劑的載體，由包括柱狀活性炭的原料制得， 其特征在于，所述柱狀活性炭為本發(fā)明提供的柱狀活性炭。
[0024] 本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0025] 本發(fā)明提供的柱狀活性炭的介孔分布集中，其平均孔徑為2_6nm，其孔容為 0. 6-1. 0cm3/g，而且所述柱狀活性炭具有較高強(qiáng)度，其強(qiáng)度為140-210N/cm。本發(fā)明提供的 柱狀活性炭的孔徑具有可控性，而且具有較高的強(qiáng)度，從而進(jìn)一步擴(kuò)大了其應(yīng)用前景。
[0026] 按照本發(fā)明制備柱狀活性炭的方法，制備得到了上述具有較高強(qiáng)度且介孔分布集 中的柱狀活性炭。而且，該方法中通過加入活化劑和擴(kuò)孔劑，并在活化劑和擴(kuò)孔劑的共同作 用下，對(duì)孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的調(diào)控，從而得到了介孔分布集中的柱狀活性炭。同時(shí)，該方法通 過加入粘結(jié)劑，從而使得制備柱狀活性炭具有較高強(qiáng)度，且所添加粘結(jié)劑不會(huì)額外帶來雜 質(zhì)污染。該方法還具有工藝簡單、產(chǎn)品收率高（收率為30% -40% )的優(yōu)點(diǎn)。
[0027] 本發(fā)明提供的方法中，通過采用磷酸為活化劑，K2HP04、KH2P〇dP ΚΝ03的一種或者 兩種混合為所述擴(kuò)孔劑，使得活化劑和擴(kuò)孔劑之間發(fā)生更好的協(xié)同作用，從而孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行 更精確的調(diào)控，并得到介孔分布更集中的柱狀活性炭。
[0028] 本發(fā)明提供的方法中，通過控制所述活化劑與所述椰殼粉的質(zhì)量比為0.25~ 1. 5:1，所述擴(kuò)孔劑與所述椰殼粉的質(zhì)量比為0. 2~0. 6 :1，使得活化劑與所述椰殼粉之間 的協(xié)同作用更加充分，從而孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行更精確的調(diào)控，并得到介孔分布更集中的柱狀活性 炭。
[0029] 本發(fā)明提供的方法中，通過采用田菁粉為所述粘結(jié)劑，并控制所述粘結(jié)劑的添加 量為所述椰殼粉質(zhì)量的1%~20%，使得制備柱狀活性炭具有更高強(qiáng)度。
[0030] 本發(fā)明提供的釕基氨合成催化劑的載體，由于包括本發(fā)明提供的柱狀活性炭，因 此具有本發(fā)明提供的柱狀活性炭的上述優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0031] 為了更清楚地說明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體 實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的 附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032] 圖1為實(shí)施例1-1至1-3以及對(duì)比例1制得柱狀活性炭的孔徑分布圖；
[0033] 圖2為實(shí)施例2-1至2-4制得柱狀活性炭的孔徑分布圖；
[0034] 圖3為實(shí)施例3-1至3-3以及對(duì)比例3制得柱狀活性炭的孔徑分布圖；
[0035] 圖4為實(shí)施例3-3和對(duì)比例3制得活性炭隊(duì)吸脫附曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清