CN104324732B - 去除甲醛活性炭的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及活性炭技术领域，具体为一种去除甲醛用的活性炭，采用煤质活性炭作为载体骨架材料，其上负载有0.5%～3%（重量）的碱式碳酸铜、0.5%～3%（重量）的硝酸锰、0.5%～3%（重量）的硝酸铈、0.01%～0.1%（重量）的硝酸银、40%～60%（重量）的粘合剂（焦油）。在制备活性炭的过程中，化学药品直接与煤粉混合，再经过压条、炭化、活化，制备出除甲醛用活性炭，与其它的制备方法相比，可以大大降低生产成本。

Description

去除甲醛活性炭的制备方法
技术领域
本发明涉及活性炭技术领域，具体为一种去除甲醛用的活性炭及制备方法。
背景技术
甲醛（HCHO）是一种常见的室内空气污染，主要来源于室内家具的人造板材、以甲醛为主要原料的黏合剂，以及含有甲醛成分并会向外界散发的其他各类装饰材料。甲醛为毒性较高的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上高居第二位。针对这种情况，各种治理甲醛的技术应运而生。目前使用的治理方法可以粗略地分为臭氧氧化法、吸附法、光催化氧化法和金属氧化物法，其中吸附法具有原料广泛，操作简单、能耗低等优点。
目前，用于吸附法去除甲醛的材料多是在活性炭、分子筛高比表面材料上负载不同活性组分制备而成，但由于多数负载方法负载量少、有效裸露面积不够，成本较高，不适于广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种去除甲醛气体用活性炭及其制备方法，主要用于对甲醛气体有效防护。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种去除甲醛活性炭，采用煤质活性炭作为载体骨架材料，其上负载有0.5%～3%（重量）的碱式碳酸铜、0.5%～3%（重量）的硝酸锰、0.5%～3%（重量）的硝酸铈、0.01%～0.1%（重量）的硝酸银、40%～60%（重量）的粘合剂（焦油）；其中，以煤质活性炭的重量为100%计算。
该活性炭的制备工艺主要包括成型工艺、炭化工艺、活化工艺，具体如下：
1、成型工艺
对原材料煤进行7小时的磨粉，磨后的煤粉95%通过180目的筛网。然后按重量称取碱式碳酸铜0.5%～3%、硝酸锰0.5%～3%、硝酸铈0.5%～3%、硝酸银0.01%～0.1%、粘合剂40%～60%（按煤粉的重量计算），将称好的以上药品依次加入混捏机中进行充分混合，温度控制在80～100℃，在混合过程中随时注意物料的混合程度，待物料混合均匀后将物料取出，快速放入四注液压机中进行成型，制备出样品（样品粒径为0.9 mm）。
2、炭化工艺
炭化是活性炭孔隙结构形成的重要阶段。炭化主要是热解过程，排除成型料中的挥发份和水分、提高炭颗粒强度、形成初步孔隙。炭化温度，炉体转速等对炭化料的性能也产生影响。炭化条件：炭化终温550℃、炭化转速25r/min。
3、活化工艺
活性炭的活化是一个赋予炭活性的过程，使炭形成多孔结构。活化大体上分为两个阶段：一为清孔阶段，将炭化料表面的物质进行清除；二是扩孔阶段，将小孔逐渐变大，或者形成新的孔隙。活化条件：活化温度850℃、水蒸汽量4～4.5ml/min。
本发明将包含碱式碳酸铜、硝酸锰、硝酸铈、硝酸银的化合物与煤粉进行充分混合、成型，经过炭化、活化制备成活性炭，通过加热活化以上金属化合物转化为具有反应活性的金属氧化物，与甲醛发生催化反应，使甲醛分解为CO2、和H2O。
与现有技术相比，具有如下优点：
1、不同种类的煤或者其他材料作为原材料；
2、在制备活性炭的过程中，把磨好的煤粉与化学试剂碱式碳酸铜、硝酸锰、硝酸铈、硝酸银、粘合剂、水进行混合压条成型，但不限于在此基础上添加其它组分；
3、直接选用煤为原料制备活性炭，能有效防护甲醛气体，并且能降低成本。
本方法是一种以活性炭制造方法为蓝本，在某一工序中添加活性组分，最终制备出能够有效分解甲醛气体的价格低廉的新型活性炭，能满足对甲醛气体的有效防护。打破以往甲醛气体防护材料的制备都是以某种物质为载体，在此基础上添加与甲醛气体发生化学或催化反应的一种或几种化学药品，使其对甲醛进行去除的方法。在制备活性炭的过程中，化学药品直接与煤粉混合，再经过压条、炭化、活化，制备出除甲醛用的活性炭，与其它的制备方法相比，可以大大降低生产成本。
本发明设计合理，制备工艺简单、易操作，可实现批量生产能力，与浸渍炭相比，效果差距不大。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施例进行详细说明。
实施例1
一种去除甲醛活性炭，采用煤质活性炭作为载体骨架材料，其上负载有2%（重量）的碱式碳酸铜、1.5%（重量）的硝酸锰、1.5%（重量）的硝酸铈、0.05%（重量）的硝酸银、50%（重量）的粘合剂-焦油；其中，以煤质活性炭的重量为100%计算。
该活性炭的制备工艺主要包括成型工艺、炭化工艺、活化工艺，具体如下：
1、成型工艺
对原材料煤（例如100g）进行7小时的磨粉，磨后的煤粉95%通过180目的筛网。然后按重量称取碱式碳酸铜2g、硝酸锰1.5g、硝酸铈1.5g、硝酸银0.05g、粘合剂50g，将称好的以上药品依次加入混捏机中进行充分混合，温度控制在80℃，在混合过程中随时注意物料的混合程度，待物料混合均匀后将物料取出，快速放入四注液压机中进行成型，制备出样品（样品粒径为0.9 mm）。
2、炭化工艺
炭化是活性炭孔隙结构形成的重要阶段。炭化主要是热解过程，排除成型料中的挥发份和水分、提高炭颗粒强度、形成初步孔隙。炭化温度，炉体转速等对炭化料的性能也产生影响。炭化条件：炭化终温550℃、炭化转速25r/min。
3、活化工艺
活性炭的活化是一个赋予炭活性的过程，使炭形成多孔结构。活化大体上分为两个阶段：一为清孔阶段，将炭化料表面的物质进行清除；二是扩孔阶段，将小孔逐渐变大，或者形成新的孔隙。活化条件：活化温度850℃、水蒸汽量4.5ml/min。
实施例2
一种去除甲醛活性炭，采用煤质活性炭作为载体骨架材料，其上负载有1%（重量）的碱式碳酸铜、0.5%（重量）的硝酸锰、2%（重量）的硝酸铈、0.03%（重量）的硝酸银、45%（重量）的粘合剂-焦油；其中，以煤质活性炭的重量为100%计算。
该活性炭的制备工艺主要包括成型工艺、炭化工艺、活化工艺，具体如下：
1、成型工艺
对原材料煤（例如100g）进行7小时的磨粉，磨后的煤粉95%通过180目的筛网。然后按重量称取碱式碳酸铜1g、硝酸锰0.5g、硝酸铈2g、硝酸银0.03g、粘合剂45g，将称好的以上药品依次加入混捏机中进行充分混合，温度控制在90℃，在混合过程中随时注意物料的混合程度，待物料混合均匀后将物料取出，快速放入四注液压机中进行成型，制备出样品（样品粒径为0.9 mm）。
2、炭化工艺
炭化是活性炭孔隙结构形成的重要阶段。炭化主要是热解过程，排除成型料中的挥发份和水分、提高炭颗粒强度、形成初步孔隙。炭化温度，炉体转速等对炭化料的性能也产生影响。炭化条件：炭化终温550℃、炭化转速25r/min。
3、活化工艺
活性炭的活化是一个赋予炭活性的过程，使炭形成多孔结构。活化大体上分为两个阶段：一为清孔阶段，将炭化料表面的物质进行清除；二是扩孔阶段，将小孔逐渐变大，或者形成新的孔隙。活化条件：活化温度850℃、水蒸汽量4ml/min。
实施例3
一种去除甲醛活性炭，采用煤质活性炭作为载体骨架材料，其上负载有0.5%（重量）的碱式碳酸铜、3%（重量）的硝酸锰、1%（重量）的硝酸铈、0.01%（重量）的硝酸银、60%（重量）的粘合剂-焦油；其中，以煤质活性炭的重量为100%计算。
该活性炭的制备工艺主要包括成型工艺、炭化工艺、活化工艺，具体如下：
1、成型工艺
对原材料煤（例如100g）进行7小时的磨粉，磨后的煤粉95%通过180目的筛网。然后按重量称取碱式碳酸铜0.5g、硝酸锰3g、硝酸铈1g、硝酸银0.01g、粘合剂60g，将称好的以上药品依次加入混捏机中进行充分混合，温度控制在100℃，在混合过程中随时注意物料的混合程度，待物料混合均匀后将物料取出，快速放入四注液压机中进行成型，制备出样品（样品粒径为0.9 mm）。
2、炭化工艺
炭化是活性炭孔隙结构形成的重要阶段。炭化主要是热解过程，排除成型料中的挥发份和水分、提高炭颗粒强度、形成初步孔隙。炭化温度，炉体转速等对炭化料的性能也产生影响。炭化条件：炭化终温550℃、炭化转速25r/min。
3、活化工艺
活性炭的活化是一个赋予炭活性的过程，使炭形成多孔结构。活化大体上分为两个阶段：一为清孔阶段，将炭化料表面的物质进行清除；二是扩孔阶段，将小孔逐渐变大，或者形成新的孔隙。活化条件：活化温度850℃、水蒸汽量4.5ml/min。
实施例4
一种去除甲醛活性炭，采用煤质活性炭作为载体骨架材料，其上负载有1.5%（重量）的碱式碳酸铜、2.5%（重量）的硝酸锰、3%（重量）的硝酸铈、0.1%（重量）的硝酸银、55%（重量）的粘合剂-焦油；其中，以煤质活性炭的重量为100%计算。
该活性炭的制备工艺主要包括成型工艺、炭化工艺、活化工艺，具体如下：
1、成型工艺
对原材料煤（例如100g）进行7小时的磨粉，磨后的煤粉95%通过180目的筛网。然后按重量称取碱式碳酸铜1.5g、硝酸锰2.5g、硝酸铈3g、硝酸银0.1g、粘合剂55g，将称好的以上药品依次加入混捏机中进行充分混合，温度控制在85℃，在混合过程中随时注意物料的混合程度，待物料混合均匀后将物料取出，快速放入四注液压机中进行成型，制备出样品（样品粒径为0.9 mm）。
2、炭化工艺
炭化是活性炭孔隙结构形成的重要阶段。炭化主要是热解过程，排除成型料中的挥发份和水分、提高炭颗粒强度、形成初步孔隙。炭化温度，炉体转速等对炭化料的性能也产生影响。炭化条件：炭化终温550℃、炭化转速25r/min。
3、活化工艺
活性炭的活化是一个赋予炭活性的过程，使炭形成多孔结构。活化大体上分为两个阶段：一为清孔阶段，将炭化料表面的物质进行清除；二是扩孔阶段，将小孔逐渐变大，或者形成新的孔隙。活化条件：活化温度850℃、水蒸汽量4.5ml/min。
实施例5
一种去除甲醛活性炭，采用煤质活性炭作为载体骨架材料，其上负载有3%（重量）的碱式碳酸铜、1%（重量）的硝酸锰、0.5%（重量）的硝酸铈、0.04%（重量）的硝酸银、40%（重量）的粘合剂-焦油；其中，以煤质活性炭的重量为100%计算。
该活性炭的制备工艺主要包括成型工艺、炭化工艺、活化工艺，具体如下：
1、成型工艺
对原材料煤（例如100g）进行7小时的磨粉，磨后的煤粉95%通过180目的筛网。然后按重量称取碱式碳酸铜3g、硝酸锰1g、硝酸铈0.5g、硝酸银0.07g、粘合剂40g，将称好的以上药品依次加入混捏机中进行充分混合，温度控制在95℃，在混合过程中随时注意物料的混合程度，待物料混合均匀后将物料取出，快速放入四注液压机中进行成型，制备出样品（样品粒径为0.9 mm）。
2、炭化工艺
炭化是活性炭孔隙结构形成的重要阶段。炭化主要是热解过程，排除成型料中的挥发份和水分、提高炭颗粒强度、形成初步孔隙。炭化温度，炉体转速等对炭化料的性能也产生影响。炭化条件：炭化终温550℃、炭化转速25r/min。
3、活化工艺
活性炭的活化是一个赋予炭活性的过程，使炭形成多孔结构。活化大体上分为两个阶段：一为清孔阶段，将炭化料表面的物质进行清除；二是扩孔阶段，将小孔逐渐变大，或者形成新的孔隙。活化条件：活化温度850℃、水蒸汽量4ml/min。

Claims (2)

1.一种去除甲醛活性炭的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）、成型工艺
对原材料煤进行7小时的磨粉，磨后的煤粉95%通过180目的筛网，然后按重量称取碱式碳酸铜、硝酸锰、硝酸铈、硝酸银、粘合剂，其中，0.5%～3%的碱式碳酸铜、0.5%～3%的硝酸锰、0.5%～3%的硝酸铈、0.01%～0.1%的硝酸银、40%～60%的粘合剂；其中，碱式碳酸铜、硝酸锰、硝酸铈、硝酸银和粘合剂的重量均以煤粉的重量为100%计算；
将称好的以上药品依次加入混捏机中进行充分混合，温度控制在80～100℃，在混合过程中随时注意物料的混合程度，待物料混合均匀后将物料取出，快速放入四注液压机中进行成型，制备出样品；
（2）、炭化工艺
炭化条件：炭化终温550℃、炭化转速25r/min；
（3）、活化工艺
活化条件：活化温度850℃、水蒸汽量4～4.5ml/min；
故，去除甲醛活性炭采用煤质活性炭作为载体骨架材料。
2.根据权利要求1所述的去除甲醛活性炭的制备方法，其特征在于：步骤（1）中称取2%的碱式碳酸铜、1.5%的硝酸锰、1.5%的硝酸铈、0.05%的硝酸银、50%的粘合剂。
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