本发明专利技术公开了一种高表面活性炭的成型方法。该方法为：利用聚丙烯酰胺和聚四氟乙烯作为活性炭粉末的粘合剂，通过粘结剂对活性炭粉末的耦合作用，生成成型高表面活性炭，在非高温热条件下获得机械强度高和水稳定性好的成型炭，该种技术方法在现有技术中并不常见。该成型工艺具有温度低、压力低、时间快、粘结剂添加量少的特点。此外，利用该成型工艺制造的高表面活性炭具有比表面积大、强度高、水稳定性好、密度高、粉尘磨损率低的特点，可广泛的应用于天然气吸附储运、变压吸附、超级电容器等高新科技领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种吸附剂的成型方法，具体涉及。
技术介绍
活性炭广泛用于饮用水纯化、脱色、除臭、除氯和消毒；用于溶剂回收和居住空间诸如宾馆，食品加工厂和化学工厂的空气净化；用于纯化很多化学和食物产品；以及用于多种气相设备。活性炭在很多经济部分和重要工业中受到关注，例如食品加工，医药，化学，石油，矿业，核，汽车和真空制造等。其中，拥有高比表面积的活性炭更是具有非常高的科学应用价值，可应用于制作超级电容器的材料、变压吸附、天然气吸附储运、空气净化以及吸波等前沿产业，具有非常广泛的市场前景。但目前活性炭产品主要是粉末活性炭，粉末活性炭堆密度低、不易储放、运输和回收，容易造成粉尘污染。而与粉末活性炭相比，成型活性炭具有较大的尺寸和一定形状，有较高的堆密度与强度，且无粉尘污染。虽然其较高的密度与较大的尺寸，及粘结成型工艺、会导致其比表面积有一定损失，即单位质量表面积低于粉末活性炭，但由于密度大幅度提高，单位体积表面积要远远高于粉末活性炭。在储存运输过程中，密度大、单位体积表面积高的成型活性炭更具有优势。综上所述，生产一种具有高比表面积的、高强度的成型活性炭，可以进一步提高高表面活性炭的使用价值，有效拓展活性炭的应用领域，产生良好的经济效益。现有公开的技术中，提出了利用粘土和酚醛树脂聚合物、羧甲基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、石油焦等作为粘结剂。其中，CN104276570A需要高温活化，生产工艺条件苛刻，且成型活性炭的比表面积在1300m2/g以下；CN104192839A所述成型活性炭的比表面积仅为1300m2/g以下；CN103769047A所述的成型工艺粘结剂添加量达到30%，大大降低了成型活性炭的吸附性能；CN103121679A需要高温活化，生产工艺条件苛刻；CN102180464A、CN101857224A、CN101402454等专利申请，需要高温活化，生产工艺条件苛刻，且成型后的活性炭的比表面积均在1000m2/g左右。这些现有的成型工艺需要昂贵的装置设备，由于受到高温热处理步骤的影响，普遍存在投资过高、生产能耗大、污染环境等问题，导致产品无法满足实际生产应用的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述活性炭成型工艺的不足，提供，实现具有优异性能的成型高表面活性炭的生产和应用。本专利技术实现上述目的的技术方案为: ，利用聚丙烯酰胺(PAM)和聚四氟乙烯(PTFE)作为活性炭粉末的粘结剂，通过粘结剂对活性炭粉末的耦合作用，生成成型高表面活性炭，所述成型高表面活性炭具有大于95%的水稳定性和低于0.5mg/dL/min的粉尘磨损率。其生产工艺主要包括:干燥、混合、提浓、压制、脱模等工艺步骤。具体地，将高表面活性炭粉末先进行真空干燥，按照一定的比例制作粘结剂混合液，并按照一定的比例将干燥后的活性炭粉末与粘结剂混合液均匀混合；将混合后的成型浆液阴干提浓至一定浓度后，加入到成型器具中进行压制成型，最后脱模得到最终产品成型的高表面活性炭。优选地，所述活性炭粉末的粘结剂还包括乙醇和水。优选地，所述活性炭粉末的比表面积在2000m2/g以上。优选地，成型的形状为圆柱形、球形、扇形或蜂窝状。优选地，成型高表面活性炭的表观密度达到0.4g/cm3以上，起始粉尘为l~5mg/dL，粉尘磨损率为0.1-0.5mg/dL/min，磨损硬度值为75-100。优选地，所述成型高表面活性炭的比表面积在2000m2/g以上。—种高表面活性炭的成型方法，具体步骤如下: (O活性炭粉末烘干:将生产出的含水量较高(含水量大于10%)的活性炭粉末通过真空干燥，形成干的活性炭粉末，干燥后的活性炭粉末含水量小于1% ; (2)粘结剂的混合液生产: I)制作聚丙烯酰胺混合溶液:将聚丙烯酰胺与水按lg:20~80ml的比例均匀混合，得到聚丙烯酰胺混合溶液；2)制作聚四氟乙烯混合溶液:将聚四氟乙烯与酒精按照lg:0.5~5ml的比例均匀混合，得到聚四氟乙烯混合溶液；3)制作粘结剂混合液，将聚丙烯酰胺混合溶液和聚四氟乙烯混合溶按照体积比为100~10:1的比例均匀混合，形成粘结剂的混合液； (3)成型浆液制作:控制聚丙烯酰胺加入的质量为干的活性炭粉末质量的1~15%，将步骤(2)所得的混合液与活性炭粉末混合，得到浆液； (4)成型浆液提浓:将制作好的浆液平铺于工作平面上，置于通风环境进行阴干，蒸发水分，得到提浓后的成型浆液，所选用工作平面为塑料布、塑料平板； (5)活性炭压制成型:将提浓后的成型浆液加入成型器具中，在常温条件下压制成型，得到成型的活性炭；所述压制的时间为5~30min，压制压强为2~15MPa ;所述成型器具为使用常见的工业成型器具，包括液压机或挤条机，成型器具中的成型模具选用工业成型模具，包括圆柱形、扇形、块状、球形； (6)成型活性炭脱模:将成型的活性炭从模具中脱出，脱模压力为5~20MPa。本专利技术通过一种新型的成型方法生产成型高表面活性炭，其原理是:利用聚丙烯酰胺(PAM)和聚四氟乙烯(PTFE)作为高表面活性炭的粘合剂，通过几种粘结剂的耦合作用，同时发挥了聚丙烯酰胺(PAM)硬度高的力学性能，和聚四氟乙烯(PTFE)的韧性及化学稳定性，形成机械强度和水稳定性较好的成型活性炭。此外，相对上述专利中的干法成型工艺、本专利技术采用了湿法成型，即活性炭成型材料为混合液态，这种工艺使得成型前的混合材料混合更加均匀，成型后活性炭的力学性能更加稳定。该成型工艺大大降低了成型条件，具有成型温度低、成型压力低、成型时间快、粘结剂添加量少的特点。此外，利用该成型工艺成型的高表面活性炭具有强度大、水稳定性好、密度高、比表面积高的特点，其主要理化性质均优于其他成型活性炭。本专利技术与现有技术和现状相比具有以下的有益效果: 1、产品性能优异。本专利技术所得产品成型高表面活性炭，具有强度大、水稳定性好、密度高、比表面积高的特点，其主要理化性质均优于市面上其他成型活性炭。2、设备投资和运行成本低。本专利技术设备均为常用的工业生产设备，设备的数量少、成本低，装置的建设投资小；由于本专利技术的生产条件要求较低，无需加热、制冷、成型压力低、时间短，因此与其他工艺相比，大大地降低了工艺生产的能耗，运行成本低。3、流程简单，工艺安全可靠。本专利技术工艺流程简单，若干工序均为粉末成型行业中的常见工艺，可通过简单的时间配合和机组联合，实现连续化的大规模生产。通过简单的检测和自控系统，还可实现全自动化操作。所涉及的均为常用设备，应用技术成熟，选型方便，保证设备安全和生产的连续性。4、节约资源，保护环境。本专利技术改变了现有活性炭成型工艺能耗大、污染环境和无法实现连续化规模生产的现状，大大降低了生产能耗，节约成型材料，提高了生产效率，并杜绝了生产过程的环境污染。【具体实施方式】下面结合实施例对专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1 活性炭粉末烘干:将120g比表面积在2000m2/g以上的活性炭粉末通过真空干燥，形成干的活性炭粉末，干燥后得到10g含水量为0.5%的活性炭粉末。粘结剂混合液生产:1)制作聚丙烯酰胺混合溶液，将聚丙烯酰胺与水按lg:50ml的比例均匀混合；2)制作聚四氟乙烯混合溶液，将聚四氟乙烯与酒精按照lg:1ml的比例均匀混合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高表面活性炭的成型方法，其特征在于，利用聚丙烯酰胺（PAM）和聚四氟乙烯（PTFE）作为活性炭粉末的粘结剂，通过粘结剂对活性炭粉末的耦合作用，生成成型高表面活性炭，所述成型高表面活性炭具有大于95%的水稳定性和低于0.5mg/dL/min的粉尘磨损率。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐文东，郑境森，邢琳琳，钱迪，秦臻，袁丹，
申请(专利权)人：华南理工大学，北京市燃气集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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