椰壳碎炭制备高强度柱状颗粒活性炭

以 椰壳活性炭生产过程中产生的粉末碎炭为原料，羧甲基纤维素钠为黏结剂，无机助剂硅酸盐为增黏剂，按一定质量比混炼、挤条、成型，再经过热处理制得耐水高强度柱状颗粒活性炭。试验考察了助剂添加量、热处理温度、热处理时间等因素对产品炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和耐磨强度的影响。随着硅酸盐添加量的增加，颗粒活性炭的耐磨强度呈增大趋势；随热处理温度的升髙，颗粒活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值不断增加。但另一方面，随热处理时间的延长，耐磨强度呈逐漸下降趋势。利用红外分析仪、综合热分析仪和全自动比表面积与孔隙分布分析仪对颗粒活性炭进行分析。在羧甲基纤维素钠用量2%、助剂添加量20%、热处理温度350℃、热处理时间0.5h条件下，制备出的颗粒活性炭碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和耐磨强度分别为815.37mg/g，163.50mg/g和99.72%，并且具有良好的耐水能力。 由于椰壳的毛细管结构，有助于形成发达的微孔结构，因此椰壳活性炭具有结构致密、灰分低、强度大、价廉易得等优点，被大量应用于废气和废水处理。但是在生产过程中，由于摩擦等因素的影响，产生大量粉末碎炭，造成浪费。将这些粉末碎炭制备成颗粒活性炭，可以提高碎炭的应用价值。在日常生活中，颗粒活性炭主要用于空气清洁和水净化，例如净水器里的吸附剂等；在传统工业领域，主要用于废气、废水处理；在新兴工业领域，颗粒活性炭作为电极材料、催化剂载体、制冷吸附剂和储氢材料等备受关注。以粉末活性炭为原料，羧甲基纤维素钠为黏结剂，挤压成型，得到比表面积达844.9m2/g，耐磨强度达到99.83%的柱状成型活性炭。 Nguyen-Thanh等用膨润土作为粉末活性炭的黏结剂，成功制备比表面积达1554m2/g的成型活性炭。通过引人金属离子(如Cu2+)，增加了对H2S气体吸附量。 在 颗粒活性炭的制备过程中，胶黏剂直接决定制备颗粒活性炭的成败与成本高低。无机胶黏剂固化后，颗粒活性炭强度高，且无机胶黏剂原料多，无污染，已成为有机黏结剂在颗粒活性炭领域里的有力补充。有机胶黏剂与炭材料有较好的亲和能力，且对原料炭的吸附能力影响小，但所制取的颗粒活性炭强度较低。为解决该问题，笔者采用在有机胶黏剂羧甲基纤维素钠中添加无机助剂硅酸盐作为增黏剂，以提高颗粒活性炭的强度。试验研究了助剂添加量、热处理温度、热处理时间等因素对产品炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和耐磨强度的影响，并用红外光谱仪、综合热分析仪和孔径分析仪对颗粒活性炭进行了表征。