專利名稱：一種活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種新型功能材料與復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種活性氧化鋁復(fù)合活 性炭材料的制備方法。
背景技術(shù)：
活性炭作為一種孔隙發(fā)達(dá)的炭質(zhì)材料，已經(jīng)廣泛用于分離，精制，催化劑，試劑回 收及其他，特別是在公害治理方面正得到廣泛的應(yīng)用。但是隨著人們對(duì)活性炭的需求，質(zhì)量 要求的不斷提高，活性炭也顯現(xiàn)出諸多的缺點(diǎn)，例如強(qiáng)度低，大多產(chǎn)品為粉狀、粒狀，使用壽 命短，回收再生使用費(fèi)用高等，嚴(yán)重制約了活性炭的發(fā)展，成為業(yè)界的焦點(diǎn)。隨著化工業(yè)的發(fā)展，對(duì)加工過(guò)程中的催化劑載體氧化鋁又提出了許多新的要求。 例如，渣油的加氫脫硫和脫金屬要求適中的表面積及一定比例的大孔和小孔分布；加氫脫 氮催化劑則要求能均勻負(fù)載高金屬含量的高比表面積、大孔體積及適當(dāng)比例的中、小孔結(jié) 構(gòu)等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料及其制備方法，它將活性炭 與活性氧化鋁兩種材料通過(guò)特定的方法緊密地結(jié)合在一起，在充分發(fā)揮它們各自優(yōu)良特性 的基礎(chǔ)上，可制成各種既有特殊功能又有環(huán)保凈化功能的多功能材料，可以廣泛的應(yīng)用于 工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活的諸多領(lǐng)域，這拓展了活性炭和活性氧化鋁材料行業(yè)發(fā)展領(lǐng)域，具有 十分重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。本發(fā)明的活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料，其特征在于所述的原料為按照質(zhì)量份 數(shù)氫氧化鋁40 99% ；活性炭1 60% ；粘結(jié)劑15 35%。本發(fā)明采用鋁膠和活性炭為原料，經(jīng)過(guò)混合、造粒、陳腐、成型、晾干、燒結(jié)、漂洗、 干燥步驟制備一種活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料。本發(fā)明的效益和優(yōu)越性在于本發(fā)明以市售的活性炭為原料，利用氫氧化鋁膠體 的可成型性，通過(guò)燒結(jié)將活性炭牢固而均勻地固定在活性氧化鋁之中，實(shí)現(xiàn)活性炭與活性 氧化鋁的完美結(jié)合，解決了活性炭強(qiáng)度低、使用壽命短、回收困難等缺點(diǎn)，廣泛適用于催化 劑、催化劑載體及水與空氣的凈化處理，并且可以加工成一定的形狀，易于再生使用；制備 方法簡(jiǎn)單易行，原料易得，成本低廉，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1為實(shí)施例1中產(chǎn)品的性能測(cè)試數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施例方式按照質(zhì)量份數(shù)氫氧化鋁40 99% ；活性炭1 60% ；粘結(jié)劑15 35%。所述的所述的氫氧化鋁為小于100目粉體。
所述的活性炭為市售的活性炭粉末。所述的粘結(jié)劑為HN03、HCl或H2SO4中的一種。具體制備步驟為
(1)混合將氫氧化鋁和活性炭粉末按配比稱量后投入混料機(jī)中混勻。(2)造粒根據(jù)成型工藝的要求加入適量粘結(jié)劑的水溶液，繼續(xù)混合攪拌均勻，得 到粉料。(3)陳腐將造粒后的粉體放在陰涼處密封保存一天以上。(4)成型用液壓機(jī)壓成片狀、柱狀等形狀，或直接制成球狀(3 10mm)。(5)晾干將制備好的樣品放在室溫下晾干。(6)燒結(jié)將晾干后的樣品埋入預(yù)先配制好的氣氛保護(hù)沙中，放入窯爐，在還原保 護(hù)氣氛及適當(dāng)?shù)臒崽幚項(xiàng)l件(以10(T40(TC /h的升溫速率升至400 650°C，保溫時(shí)間2 6h)下進(jìn)行燒結(jié)處理。(7)漂洗與干燥將燒結(jié)后的材料用蒸餾水充分洗滌后烘干，即可得所述的活性 氧化鋁復(fù)合活性炭材料。所述燒結(jié)步驟中使用的氣氛保護(hù)用砂為用石墨、木炭、煤炭或焦炭中的任何一種 原料與干燥河砂按1 1的比例研磨混合均勻，過(guò)20目篩后制備而成。所述造粒步驟中粘結(jié)劑溶液的質(zhì)量濃度為10 50%。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行具體說(shuō)明，但是本發(fā)明不僅限于此 實(shí)施例1
利用氫氧化鋁和市售椰子殼活性炭為原料制備活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料其原料配 方如下100目的氫氧化鋁粉體650克(65%)，椰子殼活性炭粉末350克(35%)，以HNO3為粘 結(jié)劑
制備步驟
(1)混勻?qū)溲趸X和椰殼活性炭粉末按配比稱量后投入混料機(jī)中，混合1小時(shí)。(2)造粒將混勻后的粉體放入造粒機(jī)中，逐步噴入13wt%的稀HNO3溶液350克 進(jìn)行造粒。(3)陳腐將造粒后的粉料用塑料袋密封后放在陰涼處密封存放24小時(shí)。(4)成型制成3 IOmm球狀顆粒。(5)晾干將成型好的顆粒放在室內(nèi)晾干。(6)燒結(jié)將晾干后的顆粒埋入預(yù)先配制好的氣氛保護(hù)沙(石墨河沙為1 1) 填埋，放入窯爐中進(jìn)行燒結(jié)，升溫速率以200°C /h的升溫速率升至450°C，保溫時(shí)間2h。(7)漂洗與干燥將燒結(jié)后的顆粒取出，用蒸餾水充分洗滌后烘干，即可得所述的 活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料。產(chǎn)品性能測(cè)試見(jiàn)附圖1 實(shí)施例2
利用氫氧化鋁和市售椰子殼活性炭為原料制備活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料其原料配 方如下100目的氫氧化鋁粉體850克(85%)，椰子殼活性炭粉末150克(15%)，以13wt%的 HNO3為粘結(jié)劑
4制備步驟
(1) 混勻?qū)溲趸X和椰殼活性炭粉末按配比稱量后投入混料機(jī)中，混合1小時(shí)。(2) 造粒將混勻后的粉體放入造粒機(jī)中，逐步噴入13wt%的稀HNO3溶液320克 進(jìn)行造粒。(3)陳腐將造粒后的粉料用塑料袋密封后放在陰涼處密封存放24小時(shí)。(4) 成型制成3 IOmm球狀顆粒。(5)晾干將成型好的顆粒放在室內(nèi)晾干。(6)燒結(jié)將晾干后的顆粒埋入預(yù)先配制好的氣氛保護(hù)沙(石墨河沙為1 1) 填埋，放入窯爐中進(jìn)行燒結(jié)，升溫速率以200°C /h的升溫速率升至550°C，保溫時(shí)間4h。(7)漂洗與干燥將燒結(jié)后的顆粒取出，用蒸餾水充分洗滌后烘干，即可得所述的 活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料。性能測(cè)試碘吸附值為288. 62 mg/g,顆粒平均強(qiáng)度35. 16N。 實(shí)施例3
利用氫氧化鋁和市售椰子殼活性炭為原料制備活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料其原料配 方如下100目的氫氧化鋁粉體700克(70%)，椰子殼活性炭粉末300克(30%)，以13wt%的 HNO3為粘結(jié)劑 制備步驟
(1)混勻?qū)溲趸X和椰殼活性炭粉末按配比稱量后投入混料機(jī)中，混合1小時(shí)。(2)造粒將混勻后的粉體放入造粒機(jī)中，逐步噴入13wt%的稀HNO3溶液410克 進(jìn)行造粒。(3)陳腐將造粒后的粉料用塑料袋密封后放在陰涼處密封存放24小時(shí)。(4) 成型制成3 IOmm球狀顆粒。(5)晾干將成型好的顆粒放在室內(nèi)晾干。(6)燒結(jié)將晾干后的顆粒埋入預(yù)先配制好的氣氛保護(hù)沙(石墨河沙為1 1) 填埋，放入窯爐中進(jìn)行燒結(jié)，升溫速率以200°C /h的升溫速率升至550°C，保溫時(shí)間4h。(7)漂洗與干燥將燒結(jié)后的顆粒取出，用蒸餾水充分洗滌后烘干，即可得所述的 活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料。性能碘吸附值為505. 81 mg/g,顆粒平均強(qiáng)度24. 31N。
權(quán)利要求
一種活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料，其特征在于所述的原料為按照質(zhì)量百分比計(jì)算為氫氧化鋁40～99％；活性炭1～60％；粘結(jié)劑15～35%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料，其特征在于所述的氫氧化鋁 既可自制，亦可直接采用市售的商品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料，其特征在于所述的活性炭為 市售的活性炭粉末。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料，其特征在于所述的粘結(jié)劑劑 為HN03、HCl或H2SO4中任何一種。
5.一種活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料的制備方法，其特征在于采用氫氧化鋁和活性炭 為主要原料，經(jīng)過(guò)混合、造粒、陳腐、成型、晾干、燒結(jié)、漂洗、干燥步驟制備而成。
6.如權(quán)利要求5所述的活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料的制備方法，其特征在于具體制 備步驟為(1)混合將氫氧化鋁和活性炭按一定的配比稱量，投入混料機(jī)中攪拌混勻；(2)造粒根據(jù)成型工藝的要求加入適量粘結(jié)劑的水溶液，繼續(xù)混合攪拌均勻，得到粉料；(3)陳腐將造粒后的粉料放在陰涼處密封24到36小時(shí)；(4)成型用液壓機(jī)壓成片狀、柱狀形狀，或直接制成直徑為3 IOmm小球狀；(5)晾干將制備好的樣品放在室溫下晾干；(6)燒結(jié)將晾干后的樣品埋入預(yù)先配制好的氣氛保護(hù)沙中，放入窯爐，在還原保護(hù)氣 氛及適當(dāng)?shù)臒崽幚項(xiàng)l件，即以10(T400°C /h的升溫速率升至400 650°C，保溫時(shí)間2 6h 下進(jìn)行燒結(jié)處理；漂洗與干燥將燒結(jié)后的材料用蒸餾水充分洗滌后烘干，即可得所述的活性氧化鋁復(fù) 合活性炭材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料的制備方法，其特征在于所述 燒結(jié)步驟中使用的氣氛保護(hù)砂為用石墨、木炭、煤炭或焦炭中的任何一種原料與干燥河砂 按1 1的比例研磨混合均勻，過(guò)20目篩后制備而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料的制備方法，其特征在于所述 造粒步驟中粘結(jié)劑溶液的質(zhì)量濃度為10 50%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種活性氧化鋁復(fù)合活性炭材料及其制備方法，所述材料的原料配方以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)氫氧化鋁40～99％；活性炭1～60％；粘結(jié)劑15～35%。經(jīng)過(guò)混勻、造粒、陳腐、成型、晾干、燒結(jié)、漂洗、干燥等步驟制備而成。本發(fā)明的目的在于把活性炭與活性氧化鋁復(fù)合起來(lái)，一方面，可以加工成一定的形狀，克服活性炭形狀松散，強(qiáng)度低，回收困難等缺點(diǎn)，易于再生使用；另一方面，極大地提高了活性氧化鋁材料的吸附性能。本發(fā)明簡(jiǎn)單易行，原料易得，成本低廉，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，可以廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、空氣凈化與水處理等諸多領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B01J20/30GK101890336SQ20101026707
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者于巖, 葉先鋒, 吳任平 申請(qǐng)人:福州大學(xué)