一种活性炭高抗裂材料制造技术

本发明专利技术公开了一种活性炭高抗裂材料，属于化工领域。本发明专利技术以椰壳为原料，于甘油、氢化蓖麻油球磨过程中，可充分暴露其中的有机成分如葡萄糖、戊聚糖，可配合刚性的纳米SiO2和高活性的腐植酸钠联结本材料体系，可有效提高体系的抗折强度；本发明专利技术以细菌纤维素、辛烯基琥珀酸淀粉酯等为壁材、油料为芯材，碳酸氢钙溶液为无机絮凝剂，对苯二甲醛为交联剂，添加的纳米SiO2具有极大的比表面积，表面原子又有极高的不饱和性，使本材料对冲击能量的分散能力和吸收能力提高，使得抗折强度，抗压强度得以提高。本发明专利技术解决了目前常用活性炭材料的抗折强度、抗压强度差的问题。

A High Crack Resistance Material of Activated Carbon

The invention discloses a high crack resistance material of activated carbon, which belongs to the field of chemical industry. The invention takes coconut shell as raw material and fully exposes organic components such as glucose and pentosan in the process of ball milling of glycerol and hydrogenated castor oil, can cooperate with rigid nano-SiO 2 and highly active sodium humate binding material system, and can effectively improve the flexural strength of the system; the invention takes bacterial cellulose, octenyl succinate starch ester and other wall materials, oil materials as core materials, and carbon as core materials. Calcium bicarbonate solution is an inorganic flocculant, terephthalaldehyde is a cross-linking agent. The nano-SiO 2 added has a great specific surface area, and the surface atoms have a very high unsaturation, which improves the dispersion and absorption ability of the material to impact energy, as well as the flexural strength and compressive strength. The invention solves the problems of poor flexural strength and compressive strength of commonly used activated carbon materials at present.

【技术实现步骤摘要】
一种活性炭高抗裂材料
本专利技术属于化工领域，具体涉及一种活性炭高抗裂材料。
技术介绍
随着建筑节能的推行和发展，环保材料及制品越来越受到人们的重视。而目前使用的环保材料在各种性能上均不够理想，尤其在环保保温建筑材料上。活性炭又称活性炭黑，是常用的吸附剂之一，广泛应用于各行各业中。活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能。其吸附性能在很大程度上决定于其孔结构特征。活性炭孔隙分布呈三分散型，即大孔、中孔和微孔均占一定比例。随着社会对专用吸附剂的需求增加，因此对孔径进行有效的控制就成了炭材料研究者所追求的目标。活性炭是具有孔隙结构发达、比表面积大、选择性吸附能力强的碳质吸附材料。在一定的条件下，对液体或气体的某一或某些物质进行吸附脱除、净化、精制或回收，从而实现产品的精制和环境的净化。一般认为活性炭的孔由大孔、中孔和微孔组成，大孔孔径为大于50nm，中孔为2～50nm，微孔孔径小于2nm。目前制备活性炭常用的方法有物理活化法、化学活化法或物理活化与化学活化结合的方法。物理活化法中常用活化气体是水蒸气、二氧化碳以及它们的混合气体，即将炭化后的碳材料与活化气体进行反应以形成孔隙的工艺。化学活化法是将各种含碳原料与化学药品均匀混合或浸渍后，在适合的温度下，经过炭化、活化与回收化学药品等过程制取活性炭的一种方法。所用的化学活化剂一般是氯化锌、磷酸或碱。物理活化与化学活化结合法是指将含碳原料先进行炭化、化学活化后，再进行气体活化进一步扩孔。目前市面上现有的活性炭材料在应用于对抗压强度、抗折强度高的建筑上还存在着不足的问题。因此需开发一种抗折抗压强度高的活性炭高抗裂材料。专利
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前常用活性炭材料的抗折强度、抗压强度差的问题，提供一种活性炭高抗裂材料。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种活性炭高抗裂材料，包括如下组分：10~15份褐煤、6~10份沥青焦、5~10份氢氧化铁、2~5份NaH2PO4、4~8份助剂，还包括：20~45份复合活性炭基材、15~30份复合乳液。所述复合活性炭基材的制备方法，包括如下步骤：（1）取椰壳水洗，晾干，粉碎过筛，于40~55℃，取过筛颗粒按质量比1：8~15加入试剂A混合搅拌，室温静置，通入混合气体，高压处理，泄压，出料，得预处理椰壳颗粒，取预处理椰壳颗粒按质量比10：1~3：1加入氢化蓖麻油、甘油混合，按球料比20~30：1加入氧化锆球磨珠，球磨，得球磨料，取球磨料乙醇溶液清洗，干燥，得干燥物，取干燥物于550~750℃高温热解，得热解料，取热解料按质量比1：10~15加入HCl溶液浸泡，升温至90~100℃，保温，过滤，取滤渣用水清洗，干燥，得活性炭基料；（2）取活性炭基料按质量比1：4~6加入KOH混合，研磨，通氩气保护，升温至400~500℃，保温，升温至800~1000℃，保温，冷却，得活化产物，取活化产物按质量比1：12~18加入试剂B混合搅拌，室温静置，过滤，取滤渣干燥，即得复合活性炭基材。所述步骤（1）中的混合气体：按体积比5：1~3取氧气、二氧化碳混合，即得混合气体。所述步骤（1）中的试剂A：按质量比1：3~6：1：20~40取葡萄糖、柠檬酸、碳酸氢钠、NaH2PO4溶液混合，即得试剂A。所述步骤（2）中的试剂B：按质量比5：1~3：1：15~25取乙二胺、尿素、水合肼、去离子水混合，即得试剂B。所述复合乳液的制备：于30~45℃，按重量份数计，取10~15份细菌纤维素、8~12份辛烯基琥珀酸淀粉酯、6~10份辅料、80~100份水于容器混合搅拌，室温静置溶胀，升温至85~95℃，加热搅拌，得混合液，取混合液加入混合液质量2~5%的油料，冷却至35~45℃，加入混合液质量6~10%的碳酸氢钙溶液，搅拌混合，加入混合液质量6~10%的对苯二甲醛的乙醇溶液，搅拌反应，调节pH，即得复合乳液。所述辅料：按质量比8：1~3：1取羧甲基纤维素、纳米SiO2、微晶石蜡混合，即得辅料。所述油料：按质量比4：1~3取亚麻油、氢化蓖麻油混合，即得油料。所述减水剂：聚羧酸系减水剂TH-928、XBW-10中的任意一种。所述助剂：按质量比8：1~3取聚乙烯吡咯烷酮、腐殖酸钠混合，即得助剂。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术以椰壳为原料，粉碎浸于溶剂A，接着投入高压釜内使用混合气体加压，使得溶剂A中的成分充分渗透进入椰壳颗粒内部，于甘油、氢化蓖麻油球磨过程中，可充分暴露其中的有机成分如葡萄糖、戊聚糖，通过热解、KOH活化研磨、高温焙烧，增大积碳材料的比表面积及孔径，再与溶剂B混合、浸泡可很好地接入氮原子，含氮官能团的引入，可提高材料表面的吸附性能，又可配合刚性的纳米SiO2和高活性的腐植酸钠联结本材料体系，可有效提高体系的抗折强度；（2）本专利技术以细菌纤维素、辛烯基琥珀酸淀粉酯等为壁材、油料为芯材，碳酸氢钙溶液为无机絮凝剂，对苯二甲醛为交联剂，制复合乳液，在制备过程中，碳酸氢钙的使用，一方面可使体系中细菌纤维素和辛烯基琥珀酸淀粉酯析出，产生相分离，并包覆芯材油料形成微囊，且碳酸氢钙在后续处理过程中受热发生分解，产生的碳酸氢钙可作为填料被体系吸附固定，而二氧化碳可进一步强化乳化分散效果，在使用过程中，随着活性炭材料出现微裂纹，油料中的亚麻油、氢化蓖麻油渗出，可干燥固化后形成涂膜，而其中分散的碳酸钙可随亚麻油共同成膜，实现对微裂纹的加固，避免裂纹进一步扩展，实现微裂纹的自愈合，起到防开裂作用，添加的纳米SiO2具有极大的比表面积，表面原子又有极高的不饱和性，微裂纹在扩展时遇到纳米SiO2会发生箨向或偏转，吸收能量而达到抗裂的作用，纳米SiO2本身也有良好的相容性，使本材料对冲击能量的分散能力和吸收能力提高，使得抗折强度，抗压强度得以提高。具体实施方式试剂A：按质量比1：3~6：1：20~40取葡萄糖、柠檬酸、碳酸氢钠、浓度0.1mol/L的NaH2PO4溶液混合，即得试剂A；试剂B：按质量比5：1~3：1：15~25取乙二胺、尿素、水合肼、去离子水混合，即得试剂B；混合气体：按体积比5：1~3取氧气、二氧化碳混合，即得混合气体；助剂：按质量比8：1~3取聚乙烯吡咯烷酮、腐殖酸钠混合，即得助剂；减水剂：聚羧酸系减水剂TH-928、XBW-10中的任意一种；油料：按质量比4：1~3取亚麻油、氢化蓖麻油混合，即得油料；辅料：按质量比8：1~3：1取羧甲基纤维素、纳米SiO2、微晶石蜡混合，即得辅料；复合活性炭基材的制备方法，包括如下步骤：（1）取椰壳用椰壳质量3~6倍的水清洗，自然晾干，粉碎过120目筛，于水浴40~55℃，取过筛颗粒按质量比1：8~15加入试剂A混合，以400~600r/min搅拌30~50min，室温静置2~5h后，移入高压釜，通入混合气体，控制釜内压力为8.2~9.5MPa，高压处理20~45min，以0.05~0.09MPa/s泄压至常压，出料，得预处理椰壳颗粒，取预处理椰壳颗粒按质量比10：1~3：1加入氢化蓖麻油、甘油混合，按球料比20~30：1加入氧化锆球磨珠，以350~600r/min球磨1~3h，得球磨料，取球磨料用体积分数60%的乙醇溶液清洗3~5次后，于60~80℃烘箱干燥至恒重，得干燥物，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活性炭高抗裂材料，按质量份数计，包括如下组分：10~15份褐煤、6~10份沥青焦、5~10份氢氧化铁、2~5份NaH2PO4、4~8份助剂，其特征在于，还包括：20~45份复合活性炭基材、15~30份复合乳液。

【技术特征摘要】
1.一种活性炭高抗裂材料，按质量份数计，包括如下组分：10~15份褐煤、6~10份沥青焦、5~10份氢氧化铁、2~5份NaH2PO4、4~8份助剂，其特征在于，还包括：20~45份复合活性炭基材、15~30份复合乳液。2.根据权利要求1所述一种活性炭高抗裂材料，其特征在于，所述复合活性炭基材的制备方法，包括如下步骤：（1）取椰壳水洗，晾干，粉碎过筛，于40~55℃，取过筛颗粒按质量比1：8~15加入试剂A混合搅拌，室温静置，通入混合气体，高压处理，泄压，出料，得预处理椰壳颗粒，取预处理椰壳颗粒按质量比10：1~3：1加入氢化蓖麻油、甘油混合，按球料比20~30：1加入氧化锆球磨珠，球磨，得球磨料，取球磨料乙醇溶液清洗，干燥，得干燥物，取干燥物于550~750℃高温热解，得热解料，取热解料按质量比1：10~15加入HCl溶液浸泡，升温至90~100℃，保温，过滤，取滤渣用水清洗，干燥，得活性炭基料；（2）取活性炭基料按质量比1：4~6加入KOH混合，研磨，通氩气保护，升温至400~500℃，保温，升温至800~1000℃，保温，冷却，得活化产物，取活化产物按质量比1：12~18加入试剂B混合搅拌，室温静置，过滤，取滤渣干燥，即得复合活性炭基材。3.根据权利要求2所述一种活性炭高抗裂材料，其特征在于，所述步骤（1）中的混合气体：按体积比5：1~3取氧气、二氧化碳混合，即得混合气体。4.根据权利要求2所述一种活性炭高抗裂材料，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡次兵，陈建春，庞成荣，
申请(专利权)人：佛山市禅城区诺高环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44