專利名稱：一種高吸附量固體活性炭纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種高吸附量固體活性炭纖維的制備方法，屬于活性炭纖維的制造方法領(lǐng)域。
技術(shù)背景活性炭纖維是20世紀(jì)80年代在高性能碳纖維和活性炭材料基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的第三代活 性炭產(chǎn)品，具有表面積大，微孔含量豐富，孔徑分布窄，吸脫附速度快，再生能力強(qiáng)的特點(diǎn)， 廣泛應(yīng)用于環(huán)保、高技術(shù)、醫(yī)用衛(wèi)生等高科技領(lǐng)域。生產(chǎn)活性炭纖維的原料主要有瀝青、粘 膠、聚丙烯睛和酚醛樹(shù)脂。酚醛樹(shù)脂屬于難石墨化碳，其交聯(lián)結(jié)構(gòu)特別適于制造多孔的活性 碳纖維和活性炭微球。與其它碳纖維相比，鼢醛活性碳纖維更有比表面積大、拉^fr強(qiáng)度、斷 裂伸長(zhǎng)大的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于制造超級(jí)電容器、耐熱、防化防毒等特種服裝。然而，活性碳纖 維的密度較低(約0.1g/cm'1)，在使用過(guò)程中存在著填充密度低的缺陷，因而限制了其在許多 領(lǐng)域中的應(yīng)用。因此，在保證其高吸附能力的同時(shí)如何提高活性碳纖維的填充密度是拓展該 材料應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。提卨活性炭纖維密度的有效方法之一是采用粘合劑與活性碳纖維混合，在一定壓力下成 型，再經(jīng)炭化活化即可得到高密度活性碳纖維。如中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?0104485. 0、 00104486. 9) 公布了硬質(zhì)塊狀活性碳纖維的制備方法。在這兩種方法中，均需要對(duì)活性碳纖維進(jìn)行二次炭 化活化，增加了額外的能源消耗。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?3137026.8)公布了另一種高密度活性 碳纖維的制備方法，在其實(shí)施方式中，高密度活性碳纖維的苯吸附值為25-40%(重量百分?jǐn)?shù))， 而酚醛活性碳纖維的苯吸附值為22-90% (重量百分?jǐn)?shù))，其吸附性能有待提高。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明一種高吸附量固體活性炭纖維的制備方法，所要解決的問(wèn)題是提供一種高纖維密 度、高吸附性的固體活性炭纖維的制備方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種高吸附量固體活性炭纖維的制備方法，包括如下歩驟首先，將酚醛活性炭纖維切長(zhǎng)為5 10毫米長(zhǎng)的短節(jié)；然后，將酚醛活性炭纖維與粘合劑按重量比為l: 0.01 0.5的比例進(jìn)行混合，并攪拌均勻；再將攪拌均勻的混合物加入到模具中，在50~200 kg/cn^的壓力下成型，得到固體活性 炭纖維；最后，將固體活性炭纖維在焙燒爐內(nèi)150 250。C的溫度下焙燒10 30分鐘，得到產(chǎn)品。所述的粘合劑為環(huán)氧樹(shù)脂，或?yàn)榧谆w維素、或?yàn)榱u甲基纖維素。所述的模具的內(nèi)腔為三角形、或?yàn)閳A柱形、或?yàn)閳A環(huán)形。所述的焙燒爐為連續(xù)式隧道窯。本發(fā)明與現(xiàn)有工藝相比的有益效果在于(1) 密度高，吸附性能高本發(fā)明采用一種廉價(jià)的無(wú)機(jī)粘合劑和酚醛活性炭纖維的混合 物來(lái)制取形狀為三角形、或圓柱形、或圓環(huán)型的固體活性炭纖維產(chǎn)品，產(chǎn)品具有較高的吸附 性能，其苯吸附值為40 75% (重量百分?jǐn)?shù))，吸附性能為原活性炭纖維吸附性能的50 80%， 密度為0.3~0.5 g/Cm:'，密度較原活性炭纖維的密度提高了3 5倍。(2) 工藝簡(jiǎn)單，降低成本整個(gè)反應(yīng)過(guò)程不需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行二次炭化、活化，焙燒過(guò) 程溫度較低，降低了固體活性炭纖維的制造成本，簡(jiǎn)化了產(chǎn)品的制備工藝，拓寬了活性炭纖 維的用途。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l:首先，將酚醛活性炭纖維切為5毫米長(zhǎng)的短節(jié)；然后，將10克酚醛活性炭纖維與0.5克甲基纖維素粘合劑混合，并攪拌均勻； 再將攪拌均勻的混合物加入到圓柱形模具中，在80kg/cW的壓力下成型，得到固體活性 炭纖維；最后，將固體活性炭纖維在焙燒爐內(nèi)150 。C的溫度下焙燒30分鐘，得到固體產(chǎn)品，其 密度為0.38 g/cm:'，苯吸附值為42% (重量百分?jǐn)?shù))。 實(shí)施例2:首先，將酚醛活性炭纖維切長(zhǎng)為10毫米長(zhǎng)的短節(jié)然后，將10克酚醛活性炭纖維與1.2克羥甲基纖維素粘合劑混合，并攪拌均勻； 再將攪拌均勻的混合物加入到圓環(huán)形模具中，在IOO kg/cm2的壓力下成型，得到固體活 性炭纖維；最后，將固體活性炭纖維在焙燒爐內(nèi)190 。C的溫度下焙燒10分鐘，得到產(chǎn)品，其密度 為0.42 g/cm:',苯吸附值為57% (重量百分?jǐn)?shù))。 實(shí)施例3:首先，將酚醛活性炭纖維切長(zhǎng)為8毫米長(zhǎng)的短節(jié)；然后，將10克酚醛活性炭纖維與5克環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑混合，并攪拌均勻；再將攪拌均勻的混合物加入到三葉形模具中，在140kg/cm2的壓力下成型，得到固體活性 炭纖維；最后，將固體活性炭纖維在焙燒爐內(nèi)200 。C的溫度下焙燒20分鐘，得到產(chǎn)品，其密度為0.48 g/cm:'，苯吸附值為72% (重量百分?jǐn)?shù))。實(shí)施例4:首先，將酚醛活性炭纖維切長(zhǎng)為6毫米長(zhǎng)的短節(jié)；然后，將10克酚醛活性炭纖維與3克甲基纖維素粘合劑混合，并攪拌均勻；再將攪拌均勻的混合物加入到圓環(huán)形模具中，在50kg/cin2的壓力下成型，得到固體活性炭纖維；最后，將固體活性炭纖維在焙燒爐內(nèi)200 °(:下焙燒20分鐘，得到產(chǎn)品，其密度為0.30 g/cm:'，苯吸附值為40% (重量百分?jǐn)?shù))。 實(shí)施例5:首先，將酚醛活性炭纖維切長(zhǎng)為6毫米長(zhǎng)的短節(jié)；然后，將10克酚醛活性炭纖維與0.8克羥甲基纖維素粘合劑混合，并攪拌均勻； 再將攪拌均勻的混合物加入到圓柱形模具中，在200 kg/cm2的壓力下成型，得到固體活 性炭纖維；最后，將固體活性炭纖維在焙燒爐內(nèi)180。C下焙燒18分鐘，得到產(chǎn)品，其密度為0.50 g/cm:'，苯吸附值為69% (重量百分?jǐn)?shù))。 實(shí)施例6:首先，將酚醛活性炭纖維切長(zhǎng)為9毫米長(zhǎng)的短節(jié)；然后，將10克酚醛活性炭纖維與0.2克環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑混合，并攪拌均勻； 再將攪拌均勻的混合物加入到三葉形模具中，在IIO kg/cm2的壓力下成型，得到固體活 性炭纖維；最后，將固體活性炭纖維在焙燒爐內(nèi)150。C下焙燒30分鐘，得到產(chǎn)品，其密度為0.42 g/cm:'，苯吸附值為72% (重量百分?jǐn)?shù))。
權(quán)利要求
1、一種高吸附量固體活性炭纖維的制備方法，其特征在于包括如下步驟首先，將酚醛活性炭纖維切長(zhǎng)為5～10毫米長(zhǎng)的短節(jié)；然后，將酚醛活性炭纖維與粘合劑按重量比為1∶0.01～0.5的比例進(jìn)行混合，并攪拌均勻；再將攪拌均勻的混合物加入到模具中，在50～200kg/cm2的壓力下成型，得到固體活性炭纖維；最后，將固體活性炭纖維在焙燒爐內(nèi)150～250℃的溫度下焙燒10～30分鐘，得到產(chǎn)品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高吸附量固體活性炭纖維的制備方法，其特征在于所述 的粘合劑為環(huán)氧樹(shù)脂，或?yàn)榧谆w維素、或?yàn)榱u甲基纖維素。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種高吸附量固體活性炭纖維的制備方法，其特征在于所述 的模具的內(nèi)腔為三角形、或?yàn)閳A柱形、或?yàn)閳A環(huán)形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種高吸附量固體活性炭纖維的制備方法，其特征在于所述的焙燒爐為連續(xù)式隧道窯。
全文摘要
本發(fā)明一種高吸附量固體活性炭纖維的制備方法，屬于活性炭纖維的制造方法領(lǐng)域，所要解決的問(wèn)題是提供一種高纖維密度、高吸附性的固體活性炭纖維的制備方法，本發(fā)明首先將酚醛活性炭纖維切長(zhǎng)為5～10毫米長(zhǎng)的短節(jié)，然后，將酚醛活性炭纖維與粘合劑按重量比為1∶0.01～0.5的比例進(jìn)行混合，并攪拌均勻，再將攪拌均勻的混合物加入到模具中，在50～200kg/cm²的壓力下成型，得到固體活性炭纖維，最后，將固體活性炭纖維在焙燒爐內(nèi)150～250℃的溫度下焙燒10～30分鐘，得到產(chǎn)品；本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，降低了成本，其產(chǎn)品密度高，吸附性能高。
文檔編號(hào)B01J20/30GK101234336SQ20081005458
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者張俊凱, 張榮樂(lè) 申請(qǐng)人:山西和融煤化工科技有限公司