專利名稱：一種酚醛樹脂結合蜂窩狀活性炭的制備方法
技術領域：
本發明屬于材料和環保技術領域，涉及蜂窩狀活性炭的制備方法，具體涉及一種 酚醛樹脂結合蜂窩狀活性炭的制備方法。
背景技術：
活性炭中的蜂窩狀活性炭具有開孔率高、幾何表面積大、耐磨損、抗粉塵能力強的 優點，且床層壓力損失小，吸附脫附速度快，可以很方便地用于氣體凈化、溶劑回收及催化 劑的載體，這些優點使該活性炭已經成為對活性炭的主要需求。而現在對蜂窩狀活性炭的制備方法主要有三種方法，第一種方法是如專利 US005451554A中公布的對蜂窩狀活性炭的制備方法，通過添加液態水溶性環氧樹脂和粘土 物質，與有機塑性劑結合，采用兩步熱處理制得高機械強度的蜂窩活性炭，雖然這樣制備方 法得到的蜂窩活性炭具有耐熱性能良好，在250°C仍具有較高的強度和比表面積大的優點， 且耐水性好，但其缺點是加上助粘結劑PVA的熱分解溫度較高，導致二次熱處理溫度較高， 增加能耗。第二種方法是如專利CN101214955A中公布的對蜂窩狀活性炭的制備方法，通過 在塑性泥料中添加表面改性劑乳液，坯體在100-20(TC進行兩次干燥處理，雖然這樣制備方 法得到的蜂窩狀活性炭比表面積大且耐水性好，但其缺點是干燥溫度高，干燥時間長，增加 能耗，且強度不高。第三種方法是如專利US005389325A中公布的對蜂窩狀活性炭的制備方 法，通過在泥料中添加粉末態酚醛樹脂為粘結劑，經過較低溫度的固化、活化處理得到蜂窩 狀活性炭，雖然這樣制備方法得到的蜂窩狀活性炭比表面積大、較高的機械強度且耐水性 較好，但其缺點是在制造蜂窩狀活性炭的干燥過程中很容易開裂，需要在大于90%的相對 濕度下使坯體干燥速度緩慢以獲得無裂紋的蜂窩體；干燥尺寸越大，坯體開裂的情況越難 控制，這樣導致其熱處理溫度較高，能耗大，成本高且高溫處理導致蜂窩狀活性炭的耐水性 比較差。
發明內容
為了克服上述現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種酚醛樹脂結合蜂 窩狀活性炭的制備方法，制備工藝及設備簡單，熱處理溫度比較低，生產能耗小，能夠有效 降低生產成本。為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是一種酚醛樹脂結合蜂窩狀活性炭的制備方法，步驟如下步驟1 干粉混合，即以粉末狀活性炭為主要原料，通過添加輔助原料酚醛樹脂和 多孔粘土礦物粉料組成混合物，該混合物中粉末狀活性炭、酚醛樹脂粉末和多孔粘土礦物 的質量比例分別為65 85%、2 15%以及0 25%，球磨該混合物制成粒度小于74微 米的預混料；步驟2 濕法混捏配制可塑性泥料，即將預混料、有機粘結劑、固化劑及水按照一 定比例進行捏合制成成分均勻的塑性泥料，其中預混料和有機粘結劑的質量比為100 10到100 4，固化劑和酚醛樹脂粉末的質量比為0 100到12 100，水和粉末狀活性炭的 質量比為90 100到130 100 ；步驟3 真空練泥，即將捏合后的塑性泥料置于練泥機中真空練泥2遍到3遍，得 到水分分布均勻的塑性泥段；步驟4:擠出成型，即將塑性泥段裝入液壓擠出機的料筒內，啟動液壓擠出機的液 壓系統先將泥料壓實，然后在lOMPa 20MPa的成型壓力下使料筒內的泥料擠出成型具有 蜂窩孔道結構的坯體；步驟5 干燥，即將蜂窩孔道結構的坯體置于800W微波爐中中低火進行定形處理5 分鐘到15分鐘，然后置于恒溫恒濕干燥箱中干燥，溫度控制在60°C 90°C范圍，相對濕度 控制在75 90%，干燥處理48小時到60小時，得到水分低于1 %的外形良好無開裂的烘 干蜂窩坯體；步驟6 固化處理，即將烘干蜂窩坯體置于電熱鼓風干燥箱中，在120°C 150°C溫 度下保持1小時到2小時，得到高強度的耐水蜂窩狀活性炭坯體；步驟7 二次熱處理，即在180°C 250°C溫度下對固化處理后的蜂窩狀活性炭坯 體進行二次熱處理，并保持1小時到6小時，使活性炭的孔結構恢復，得到高強耐水蜂窩活 性炭。所述的粉末活性炭為煤質活性炭、木質活性炭、椰殼活性炭、果殼活性炭或活性竹 炭。所述的多孔粘土礦物為凹凸棒土、硅藻土、沸石、海泡石或膨脹珍珠巖。所述的有機粘結劑為甲基纖維素、羧甲基纖維素或羥甲基纖維素。所述的固化劑為六次亞甲基四胺或其它多胺基有機物質。本發明采用的酚醛樹脂結合蜂窩狀活性炭的制備方法所得到的蜂窩狀活性炭，比 表面積能達到450m2/g到1100m2/g，正壓機械強度能達到2MPa到22MPa，另外由于酚醛樹脂 具有碳化收率高，耐水性好，固化交聯密度高，耐熱性能好，是一種良好的高溫粘結劑，可以 用于粘結活性碳粉末而提高蜂窩體的強度，另外酚醛樹脂除了發揮粘結作用提高活性炭正 壓強度之外，還能顯著提高蜂窩狀活性炭的耐熱性、耐水性；而添加多孔礦物更能夠有效提 高蜂窩狀活性炭的機械強度；熱處理溫度比較低，生產能耗小，能夠有效降低生產成本；且 制備工藝及設備簡單，生產投資比較小更進一步地降低了成本。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作更詳細的說明。實施例1 步驟1 干粉混合，即將煤質活性炭、酚醛樹脂粉末、凹凸棒土按質量比 70 10 20組成混合物，球磨該混合物至粒度小于74微米，得到混合均勻的預混料。步驟2 濕法混捏配制可塑性泥料，即將預混料、甲基纖維素、六次亞甲基四胺及 水，按照預混料甲基纖維素的質量比為100 8，六次亞甲基四胺酚醛樹脂粉末的質量 比為5 100，水活性炭的質量比110 100在捏合機中攪拌均勻，制成塑性泥料。步驟3 真空練泥，即將捏合后的塑性泥料置于練泥機中真空練泥3遍，得到水分 分布均勻的塑性泥段。
步驟4:擠出成型，即將塑性泥段裝入液壓擠出機的料筒內，啟動液壓擠出機的液 壓系統先將泥料壓實，然后在15MPa的成型壓力下擠出成型，獲得正方棱柱形蜂窩坯體。步驟5 干燥，即將蜂窩坯體置于800W微波爐中中低火進行定形處理10分鐘，然 后置于恒溫恒濕干燥箱中干燥，溫度控制在75°C，相對濕度控制在80%，干燥處理48小時， 烘干蜂窩坯體的水分低于；步驟6 固化處理，即將烘干的坯體置于電熱鼓風干燥箱中，在130°C保持2小時， 得到高強度的耐水蜂窩狀活性炭坯體。步驟7 二次熱處理，即在200°C溫度下對固化處理后的蜂窩狀活性炭坯體進行二 次熱處理，并保持1小時，使活性炭的孔結構恢復，得到高強耐水蜂窩活性炭。經該實施例的制備方法所得的蜂窩活性炭正壓強度15MPa，比表面積為552m2/g， 另外由于酚醛樹脂具有碳化收率高，耐水性好，固化交聯密度高，耐熱性能好，是一種良好 的高溫粘結劑，可以用于粘結活性碳粉末而提高蜂窩體的強度，另外酚醛樹脂除了發揮粘 結作用提高機械強度之外，還能顯著提高蜂窩狀活性炭的耐熱性、耐水性；而添加多孔礦物 更能夠有效提高蜂窩狀活性炭的機械強度；熱處理溫度比較低，生產能耗小，能夠有效降低 生產成本；且制備工藝及設備簡單，生產投資比較小更進一步地降低了成本。實施例2步驟1:干粉混合，即將椰殼活性炭、沸石粉、酚醛樹脂粉末按質量比82 15 3 混合，球磨至粒度小于74微米，得到混合均勻的預混料。步驟2 濕法混捏配制可塑性泥料，即將預混料、甲基纖維素、六次亞甲基四胺及 水，按照預混料甲基纖維素的質量比為100 9，六次亞甲基四胺酚醛樹脂粉末的質量 比為12 100，水椰殼活性炭的質量比120 100在捏合機中攪拌均勻，制成塑性泥料。步驟3 真空練泥，即將捏合后的塑性泥料置于練泥機中真空練泥2遍，得到水分 分布均勻的塑性泥段。步驟4:擠出成型，即將塑性泥段裝入液壓擠出機的料筒內，啟動液壓擠出機的液 壓系統先將泥料壓實，然后在19MPa的成型壓力下擠出成型，獲得正方棱柱形蜂窩坯體。步驟5 干燥，即將蜂窩坯體置于800W微波爐中中低火進行定形處理10分鐘，然 后置于恒溫恒濕干燥箱中干燥，溫度控制在90°C，相對濕度控制在90%，干燥處理60小時， 烘干蜂窩坯體的水分低于1%。f.固化處理將烘干的坯體置于電熱鼓風干燥箱中，在150°C保持2h，得到高強度 的耐水蜂窩狀活性炭坯體。g. 二次熱處理在200°C對固化處理后的蜂窩狀活性炭坯體進行二次熱處理，并 保持2小時，使活性炭的孔結構恢復，得到高強耐水蜂窩活性炭。經該實施例的制備方法所得的蜂窩活性炭正壓強度7. 5MPa,比表面積為950m2/g， 另外由于酚醛樹脂具有碳化收率高，耐水性好，固化交聯密度高，耐熱性能好，是一種良好 的高溫粘結劑，可以用于粘結活性碳粉末而提高蜂窩體的強度，另外酚醛樹脂除了發揮粘 結作用提高機械強度之外，還能顯著提高蜂窩狀活性炭的耐熱性、耐水性；而添加多孔礦物 更能夠有效提高蜂窩狀活性炭的機械強度；熱處理溫度比較低，生產能耗小，能夠有效降低 生產成本；且制備工藝及設備簡單，生產投資比較小更進一步地降低了成本。實施例3
步驟1 干粉混合，即將木質活性炭、酚醛樹脂粉末、凹凸棒土按質量比 65 15 20混合，球磨至粒度小于74微米，得到混合均勻的預混料。步驟2 濕法混捏配制可塑性泥料，即將預混料、甲基纖維素、三乙醇胺及水，按照 預混料甲基纖維素的質量比為100 8，三乙醇胺酚醛樹脂粉末的質量比為7 100， 水木質活性炭的質量比110 100在捏合機中攪拌均勻，制成塑性泥料。步驟3 真空練泥，即將捏合后的塑性泥料置于練泥機中真空練泥3遍，得到水分 分布均勻的塑性泥段。步驟4:擠出成型，即將塑性泥段裝入液壓擠出機的料筒內，啟動液壓擠出機的液 壓系統先將泥料壓實，然后在15MPa的成型壓力下擠出成型，獲得正方棱柱形蜂窩坯體。步驟5 干燥，即將蜂窩坯體置于800W微波爐中中低火進行定形處理10分鐘，然 后置于恒溫恒濕干燥箱中干燥，溫度控制在60°C，相對濕度控制在75%，干燥處理48小時， 烘干蜂窩坯體的水分低于1%。步驟6 固化處理，即將烘干的坯體置于電熱鼓風干燥箱中，在120°C保持2小時， 得到高強度的耐水蜂窩狀活性炭坯體。步驟7 二次熱處理，即在250°C溫度下對固化處理后的蜂窩狀活性炭坯體進行二 次熱處理，并保持1小時，使活性炭的孔結構恢復，得到高強耐水蜂窩活性炭。經該實施例的制備方法所得的蜂窩活性炭正壓強度2. 5MPa,比表面積為470m2/g， 另外由于酚醛樹脂具有碳化收率高，耐水性好，固化交聯密度高，耐熱性能好，是一種良好 的高溫粘結劑，可以用于粘結活性碳粉末而提高蜂窩體的強度，另外酚醛樹脂除了發揮粘 結作用提高機械強度之外，還能顯著提高蜂窩狀活性炭的耐熱性、耐水性；而添加多孔礦物 更能夠有效提高蜂窩狀活性炭的機械強度；熱處理溫度比較低，生產能耗小，能夠有效降低 生產成本；且制備工藝及設備簡單，生產投資比較小更進一步地降低了成本。實施例4步驟1 干粉混合，即將煤質活性炭、酚醛樹脂粉末、凹凸棒土按質量比 70 5 25混合，球磨至粒度小于74微米，得到混合均勻的預混料。步驟2 濕法混捏配制可塑性泥料，即將預混料、甲基纖維素、六次亞甲基四胺及 水，按照預混料甲基纖維素的質量比為100 8，六次亞甲基四胺酚醛樹脂粉末的質量 比為8 100，水活性炭的質量比115 100在捏合機中攪拌均勻，制成塑性泥料。步驟3 真空練泥，即將捏合后的塑性泥料置于練泥機中真空練泥2遍，得到水分 分布均勻的塑性泥段。步驟4:擠出成型，即將塑性泥段裝入液壓擠出機的料筒內，啟動液壓擠出機的液 壓系統先將泥料壓實，然后在18MPa的成型壓力下擠出成型，獲得正方棱柱形蜂窩坯體。步驟5 干燥，即將蜂窩坯體置于800W微波爐中中低火進行定形處理10分鐘，然 后置于恒溫恒濕干燥箱中干燥，溫度控制在80°C，相對濕度控制在80%，干燥處理48小時， 烘干蜂窩坯體的水分低于1%。步驟6 固化處理，即將烘干的坯體置于電熱鼓風干燥箱中，在150°C保持2小時， 得到高強度的耐水蜂窩狀活性炭坯體。步驟7 二次熱處理，即在200°C溫度下對固化處理后的蜂窩坯體進行二次熱處 理，并保持1小時，使活性炭的孔結構恢復，得到高強耐水蜂窩活性炭。
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經該實施例的制備方法所得的蜂窩活性炭正壓強度18MPa，比表面積為540m2/g， 另外由于酚醛樹脂具有碳化收率高，耐水性好，固化交聯密度高，耐熱性能好，是一種良好 的高溫粘結劑，可以用于粘結活性碳粉末而提高蜂窩體的強度，另外酚醛樹脂除了發揮粘 結作用提高機械強度之外，還能顯著提高蜂窩狀活性炭的耐熱性、耐水性；而添加多孔礦物 更能夠有效提高蜂窩狀活性炭的機械強度；熱處理溫度比較低，生產能耗小，能夠有效降低 生產成本；且制備工藝及設備簡單，生產投資比較小更進一步地降低了成本。實施例5步驟1 干粉混合，即將果殼活性炭、凹凸棒土、酚醛樹脂粉末按質量比 75 20 5混合，球磨至粒度小于74微米，得到混合均勻的預混料。步驟2 濕法混捏配制可塑性泥料，即將預混料、羧甲基纖維素、六次亞甲基四胺 及水，按照預混料羧甲基纖維素的質量比為100 8，六次亞甲基四胺酚醛樹脂粉末的 質量比為12 100，水果殼活性炭的質量比110 100在捏合機中攪拌均勻，制成塑性泥 料。步驟3 真空練泥，即將捏合后的塑性泥料置于練泥機中真空練泥2 3遍，得到 水分分布均勻的塑性泥段。步驟4:擠出成型，即將塑性泥段裝入液壓擠出機的料筒內，啟動液壓擠出機的液 壓系統先將泥料壓實，然后在llMPa的成型壓力下擠出成型，獲得正方棱柱形蜂窩坯體。步驟5 干燥，即將蜂窩坯體置于800W微波爐中中低火進行定形處理10分鐘，然 后置于恒溫恒濕干燥箱中干燥，溫度控制在85°C，相對濕度控制在85%，干燥處理72小時， 烘干蜂窩坯體的水分低于1%。步驟6 固化處理，即將烘干的坯體置于電熱鼓風干燥箱中，在150°C保持2小時， 得到高強度的耐水蜂窩狀活性炭坯體。步驟7 二次熱處理在250°C對固化處理后的蜂窩坯體進行二次熱處理，并保持1 小時，使活性炭的孔結構恢復，得到高強耐水蜂窩活性炭。經該實施例的制備方法所得的蜂窩活性炭正壓強度llMPa，比表面積為920m2/g， 另外由于酚醛樹脂具有碳化收率高，耐水性好，固化交聯密度高，耐熱性能好，是一種良好 的高溫粘結劑，可以用于粘結活性碳粉末而提高蜂窩體的強度，另外酚醛樹脂除了發揮粘 結作用提高機械強度之外，還能顯著提高蜂窩狀活性炭的耐熱性、耐水性；而添加多孔礦物 更能夠有效提高蜂窩狀活性炭的機械強度；熱處理溫度比較低，生產能耗小，能夠有效降低 生產成本；且制備工藝及設備簡單，生產投資比較小更進一步地降低了成本。實施例6步驟1 干粉混合，即將椰殼活性炭、凹凸棒土、酚醛樹脂粉末按質量比 85 13 2混合，球磨至粒度小于74微米，得到混合均勻的預混料。步驟2 濕法混捏配制可塑性泥料，即將預混料、甲基纖維素、六次亞甲基四胺及 水，按照預混料甲基纖維素的質量比為100 8，六次亞甲基四胺酚醛樹脂粉末的質量 比為5 100，水椰殼活性炭的質量比125 100在捏合機中攪拌均勻，制成塑性泥料。步驟3 真空練泥，即將捏合后的塑性泥料置于練泥機中真空練泥3遍，得到水分 分布均勻的塑性泥段。步驟4:擠出成型，即將塑性泥段裝入液壓擠出機的料筒內，啟動液壓擠出機的液壓系統先將泥料壓實，然后在lOMPa的成型壓力下擠出成型，獲得正方棱柱形蜂窩坯體。步驟5 干燥，即將蜂窩坯體置于800W微波爐中中低火進行定形處理10分鐘，然 后置于恒溫恒濕干燥箱中干燥，溫度控制在90°C，相對濕度控制在80%，干燥處理96小時， 烘干蜂窩坯體的水分低于1%。步驟6 固化處理，即將烘干的坯體置于電熱鼓風干燥箱中，在150°C保持2小時， 得到高強度的耐水蜂窩狀活性炭坯體。步驟7 二次熱處理，即在220°C溫度下對固化處理后的蜂窩坯體進行二次熱處 理，并保持1小時，使活性炭的孔結構恢復，得到高強耐水蜂窩活性炭。經該實施例的制備方法所得的蜂窩活性炭正壓強度3. 5MPa,比表面積為1050m2/ g，另外由于酚醛樹脂具有碳化收率高，耐水性好，固化交聯密度高，耐熱性能好，是一種良 好的高溫粘結劑，可以用于粘結活性碳粉末而提高蜂窩體的強度，另外酚醛樹脂除了發揮 粘結作用提高機械強度之外，還能顯著提高蜂窩狀活性炭的耐熱性、耐水性；而添加多孔礦 物更能夠有效提高蜂窩狀活性炭的機械強度；熱處理溫度比較低，生產能耗小，能夠有效降 低生產成本；且制備工藝及設備簡單，生產投資比較小更進一步地降低了成本。實施例7步驟1 干粉混合，即將活性竹炭、海泡石、酚醛樹脂粉末按質量比79 15 6混 合，球磨至粒度小于74微米，得到混合均勻的預混料。步驟2 濕法混捏配制可塑性泥料，即將預混料、甲基纖維素、二乙醇胺及水，按照 預混料甲基纖維素的質量比為100 8，二乙醇胺酚醛樹脂粉末的質量比為5 100， 水活性竹炭的質量比120 100在捏合機中攪拌均勻，制成塑性泥料。步驟3 真空練泥，即將捏合后的塑性泥料置于練泥機中真空練泥2遍，得到水分 分布均勻的塑性泥段。步驟4:擠出成型，即將塑性泥段裝入液壓擠出機的料筒內，啟動液壓擠出機的液 壓系統先將泥料壓實，然后在14MPa的成型壓力下擠出成型，獲得正方棱柱形蜂窩坯體。步驟5 干燥，即將蜂窩坯體置于800W微波爐中中低火進行定形處理10分鐘，然 后置于恒溫恒濕干燥箱中干燥，溫度控制在85°C，相對濕度控制在80%，干燥處理96小時， 烘干蜂窩坯體的水分低于1%。步驟5 固化處理，即將烘干的坯體置于電熱鼓風干燥箱中，在140°C保持2小時， 得到高強度的耐水蜂窩狀活性炭坯體。g. 二次熱處理在250°C對固化處理后的蜂窩坯體進行二次熱處理，并保持lh，使 活性炭的孔結構恢復，得到高強耐水蜂窩活性炭。經該實施例的制備方法所得的蜂窩活性炭正壓強度19MPa，比表面積為935m2/g， 另外由于酚醛樹脂具有碳化收率高，耐水性好，固化交聯密度高，耐熱性能好，是一種良好 的高溫粘結劑，可以用于粘結活性碳粉末而提高蜂窩體的強度，另外酚醛樹脂除了發揮粘 結作用提高機械強度之外，還能顯著提高蜂窩狀活性炭的耐熱性、耐水性；而添加多孔礦物 更能夠有效提高蜂窩狀活性炭的機械強度；熱處理溫度比較低，生產能耗小，能夠有效降低 生產成本；且制備工藝及設備簡單，生產投資比較小更進一步地降低了成本。實施例8步驟1 干粉混合，即將木質活性炭、凹凸棒土、酚醛樹脂粉末按質量比75 10 15混合，球磨至粒度小于74微米，得到混合均勻的預混料。步驟2 濕法混捏配制可塑性泥料，即將預混料、甲基纖維素、六次亞甲基四胺及 水，按照預混料甲基纖維素的質量比為100 9，六次亞甲基四胺酚醛樹脂粉末的質量 比為6 100，水活性炭的質量比110 100在捏合機中攪拌均勻，制成塑性泥料。步驟3 真空練泥，即將捏合后的塑性泥料置于練泥機中真空練泥2遍，得到水分 分布均勻的塑性泥段。步驟4:擠出成型，即將塑性泥段裝入液壓擠出機的料筒內，啟動液壓擠出機的液 壓系統先將泥料壓實，然后在17MPa的成型壓力下擠出成型，獲得正方棱柱形蜂窩坯體。步驟5 干燥，即將蜂窩坯體置于800W微波爐中中低火進行定形處理10分鐘，然 后置于恒溫恒濕干燥箱中干燥，溫度控制在75°C，相對濕度控制在80%，干燥處理4天，烘 干蜂窩坯體的水分低于1%。步驟6 固化處理，即將烘干的坯體置于電熱鼓風干燥箱中，在150°C保持2小時， 得到高強度的耐水蜂窩狀活性炭坯體。步驟7 二次熱處理，即在180°C對固化處理后的蜂窩坯體進行二次熱處理，并保 持6小時，使活性炭的孔結構恢復，得到高強耐水蜂窩活性炭。經該實施例的制備方法所得的蜂窩活性炭正壓強度22MPa，比表面積為699m2/g， 另外由于酚醛樹脂具有碳化收率高，耐水性好，固化交聯密度高，耐熱性能好，是一種良好 的高溫粘結劑，可以用于粘結活性碳粉末而提高蜂窩體的強度，另外酚醛樹脂除了發揮粘 結作用提高機械強度之外，還能顯著提高蜂窩狀活性炭的耐熱性、耐水性；而添加多孔礦物 更能夠有效提高蜂窩狀活性炭的機械強度；熱處理溫度比較低，生產能耗小，能夠有效降低 生產成本；且制備工藝及設備簡單，生產投資比較小更進一步地降低了成本。實施例9步驟1 干粉混合，即將活性竹炭、硅藻土、酚醛樹脂粉末按質量比80 10 10混 合，球磨至粒度小于74微米，得到混合均勻的預混料。步驟2 濕法混捏配制可塑性泥料，即將預混料、甲基纖維素、六次亞甲基四胺及 水，按照預混料甲基纖維素的質量比為100 8，六次亞甲基四胺酚醛樹脂粉末的質量 比為5 100，水活性竹炭的質量比120 100在捏合機中攪拌均勻，制成塑性泥料。步驟3 真空練泥，即將捏合后的塑性泥料置于練泥機中真空練泥3遍，得到水分 分布均勻的塑性泥段。步驟4:擠出成型，即將塑性泥段裝入液壓擠出機的料筒內，啟動液壓擠出機的液 壓系統先將泥料壓實，然后在19MPa的成型壓力下擠出成型，獲得正方棱柱形蜂窩坯體。步驟5 干燥，即將蜂窩坯體置于800W微波爐中中低火進行定形處理12分鐘，然 后置于恒溫恒濕干燥箱中干燥，溫度控制在90°C，相對濕度控制在85%，干燥處理4天，烘 干蜂窩坯體的水分低于1%。步驟6 固化處理，即將烘干的坯體置于電熱鼓風干燥箱中，在120°C保持2小時， 得到高強度的耐水蜂窩狀活性炭坯體。步驟7 二次熱處理，即在220°C溫度下對固化處理后的蜂窩坯體進行二次熱處 理，并保持1小時，使活性炭的孔結構恢復，得到高強耐水蜂窩活性炭。經該實施例的制備方法所得的蜂窩活性炭正壓強度13MPa，比表面積為780m2/g，另外由于酚醛樹脂具有碳化收率高，耐水性好，固化交聯密度高，耐熱性能好，是一種良好 的高溫粘結劑，可以用于粘結活性碳粉末而提高蜂窩體的強度，另外酚醛樹脂除了發揮粘 結作用提高機械強度之外，還能顯著提高蜂窩狀活性炭的耐熱性、耐水性；而添加多孔礦物 更能夠有效提高蜂窩狀活性炭的機械強度；熱處理溫度比較低，生產能耗小，能夠有效降低 生產成本；且制備工藝及設備簡單，生產投資比較小更進一步地降低了成本。
權利要求
一種酚醛樹脂結合蜂窩狀活性炭的制備方法，其特征在于，步驟如下步驟1干粉混合，即以粉末狀活性炭為主要原料，通過添加輔助原料酚醛樹脂和多孔粘土礦物粉料組成混合物，該混合物中粉末狀活性炭、酚醛樹脂粉末和多孔粘土礦物的質量比例分別為65～85％、2～15％以及0～25％，球磨該混合物制成粒度小于74微米的預混料；步驟2濕法混捏配制可塑性泥料，即將預混料、有機粘結劑、固化劑及水按照一定比例進行捏合制成成分均勻的塑性泥料，其中預混料和有機粘結劑的質量比為100∶10到100∶4，固化劑和酚醛樹脂粉末的質量比為0∶100到12∶100，水和粉末狀活性炭的質量比為90∶100到130∶100；步驟3真空練泥，即將捏合后的塑性泥料置于練泥機中真空練泥2遍到3遍，得到水分分布均勻的塑性泥段；步驟4擠出成型，即將塑性泥段裝入液壓擠出機的料筒內，啟動液壓擠出機的液壓系統先將泥料壓實，然后在10MPa～20MPa的成型壓力下使料筒內的泥料擠出成型具有蜂窩孔道結構的坯體；步驟5干燥，即將蜂窩孔道結構的坯體置于800W微波爐中中低火進行定形處理5分鐘到15分鐘，然后置于恒溫恒濕干燥箱中干燥，溫度控制在60℃～90℃范圍，相對濕度控制在75～90％，干燥處理48小時到60小時，得到水分低于1％的外形良好無開裂的烘干蜂窩坯體；步驟6固化處理，即將烘干蜂窩坯體置于電熱鼓風干燥箱中，在120℃～150℃溫度下保持1小時到2小時，得到高強度的耐水蜂窩狀活性炭坯體；步驟7二次熱處理，即在180℃～250℃溫度下對固化處理后的蜂窩狀活性炭坯體進行二次熱處理，并保持1小時到6小時，使活性炭的孔結構恢復，得到高強耐水蜂窩活性炭。
2.根據權利要求1所述的一種酚醛樹脂結合蜂窩狀活性炭的制備方法，其特征在于 所述的粉末狀活性炭為煤質活性炭、木質活性炭、椰殼活性炭、果殼活性炭或活性竹炭。
3.根據權利要求1所述的一種酚醛樹脂結合蜂窩狀活性炭的制備方法，其特征在于 所述的多孔粘土礦物為凹凸棒土、硅藻土、沸石、海泡石或膨脹珍珠巖。
4.根據權利要求1所述的一種酚醛樹脂結合蜂窩狀活性炭的制備方法，其特征在于 所述的有機粘結劑為甲基纖維素、羧甲基纖維素或羥甲基纖維素。
5.根據權利要求1所述的一種酚醛樹脂結合蜂窩狀活性炭的制備方法，其特征在于 所述的固化劑為六次亞甲基四胺或其它多胺基有機物質。
全文摘要
一種酚醛樹脂結合蜂窩狀活性炭的制備方法，通過干粉混合、濕法混捏配制可塑性泥料、真空練泥、擠出成型、干燥、固化處理以及二次熱處理的步驟得到的蜂窩狀活性炭，由于其酚醛樹脂除發揮粘結作用提高了該活性炭的機械強度之外，還能顯著提高蜂窩狀活性炭的耐熱性、耐水性；而添加多孔礦物更能夠有效提高蜂窩狀活性炭的機械強度和比表面積；該制備方法熱處理溫度比較低，生產能耗小，能夠有效降低生產成本；且制備工藝及設備簡單，生產投資比較小更進一步地降低了成本。
文檔編號C01B31/08GK101857224SQ20101019964
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月11日 優先權日2010年6月11日
發明者康飛宇, 張江, 黃正宏 申請人:清華大學