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制作活性炭团块的方法

来源:活性炭厂家  发布时间:2018-06-12   点击量:93

制作活性炭团块的方法

活性炭是独特的和通用的吸附剂,因为它们具有延伸的表面积,微孔结构,高吸附能力和高表面活性。它们用于各种领域,如食品和化学工业,废水处理,溶剂回收,空气污染控制和湿法冶金。对于这些用途中的一些,需要高机械强度和良好的吸附特性。压块方法涉及用粘合剂材料混合和压制炭颗粒,通常会增加最终产品的机械强度。团块质量通常由所用原材料和粘合剂的类型以及进行与压块和活化相关的操作的精确方式决定。

活性炭

今天我们介绍活性炭如何压成团块的不同方法。综述了应用于煤的压块过程。早期有人提出了一个理论图像,代表了焦炭压块的主要方面,将原料压块转化成成型焦炭。评估了通常影响煤砖特性的因素。这里提出的工作是进行更广泛的研究的一部分,旨在开发适当的方法来制备来自区域木质纤维素材料(如木材,椰壳和水果壳)的活性炭。并且得出了从木质活性炭制成并用特殊粘合剂成型的活性炭块的研究结果。为了进行比较,还进行了使用更传统的粘合剂,即石油衍生的商业材料的测试。


我们使用的粘合剂被认为是一种有趣和新颖的粘结剂,用于制备团块。用于制备活性炭炭的木质纤维素材料是来自木材,一些常见商品或者废旧木材即可。通过特殊粘合材料,来用作粘合剂材料。选择制备活性炭团块的方法涉及几个步骤。在文中描述的几种替代方案的分析之后选择的这些步骤总结如下。

材料准备

将批量的2000克木材在蒸馏式不锈钢反应器中碳化。该碳化包括将样品从室温加热至773K,速率为1.4K / min,并保持最终温度2小时。使用K型热电偶和数字温度控制器来设置和控制蒸煮温度。获得的产物,即炭,被粉碎并过筛。收集并储存两个馏分:通过80目ASTM(0.18mm)筛,另一个保留在80和20目ASTM(0.18至0.85mm)筛之间。

团块构造

通过在研钵中测量的焦炭和粘合剂混合并将1g所得混合物压入保持在自制液压机中的10mm ID不锈钢模具中制成压块。团块长度约为14毫米。粘结剂:炭比为1:3和1:4。施加的压力为140和280MPa,持续6分钟。测量,称重并储存所得到的团块。

热处理和激活

将煤块在300mm长的不锈钢反应器中进行热处理和活化,其内径为30mm,通过电烘箱加热。K型热电偶和数字温度控制器用于设置和控制反应器温度。热处理是将来自室温的5或15K / min的团块加热至流动的氮气中所选择的活化温度。使用流动蒸汽作为活化剂,在1123或1153K下进行活化步骤。测试1和1.7g蒸汽/(g焦炭),并进行105和150分钟的活化时间。一旦发生了活化步骤,将反应器在流动的氮气中冷却至室温。测量活化的团块,称重。

固化

一些样品在热处理和活化之前也进行固化过程。该固化过程包括在473K的400mL / min流动氧气中进行热处理2小时。

活性炭块的表征

测定耐冲击性和抗压强度作为团块的力学性能的量度。测量BET面积和孔体积以评价表面性质。耐冲击性是通过所谓的抗冲击指数(IRI)来确定的,该指数考虑了当从2个静止点重复下降时,每个团块破裂的液滴数量和数量m高度到混凝土地板,直到它破裂。在刚性框架受控负载设备中以约1Kgf(cm 2· s)-1的负载速率确定径向压缩的轴向抗压强度和拉伸强度。通过在77K 下的N 2吸附测量,在NOVA 2200装置中测定BET面积和孔体积。

经过上面一些步骤制备的活性炭,因为获得的表面性能和机械强度是令人满意的。通过活化期间的温度和时间的增加,热处理期间的较低加热速率,包含固化,更大量的粘合剂和更大的粒度来改善表面性质,例如BET面积。在具有较高粘合剂:活性炭比和高构型压力的产品中,发现通过直径压缩的抗冲击指数,轴向抗压强度和拉伸强度确定的更好的机械性能。

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