椰殼碎炭制備高強(qiáng)度柱狀顆粒活性炭

以 椰殼活性炭生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉末碎炭為原料，羧甲基纖維素鈉為黏結(jié)劑，無機(jī)助劑硅酸鹽為增黏劑，按一定質(zhì)量比混煉、擠條、成型，再經(jīng)過熱處理制得耐水高強(qiáng)度柱狀顆粒活性炭。試驗(yàn)考察了助劑添加量、熱處理溫度、熱處理時(shí)間等因素對(duì)產(chǎn)品炭的碘吸附值、亞甲基藍(lán)吸附值和耐磨強(qiáng)度的影響。隨著硅酸鹽添加量的增加，顆粒活性炭的耐磨強(qiáng)度呈增大趨勢；隨熱處理溫度的升髙，顆粒活性炭的碘吸附值和亞甲基藍(lán)吸附值不斷增加。但另一方面，隨熱處理時(shí)間的延長，耐磨強(qiáng)度呈逐漸下降趨勢。利用紅外分析儀、綜合熱分析儀和全自動(dòng)比表面積與孔隙分布分析儀對(duì)顆粒活性炭進(jìn)行分析。在羧甲基纖維素鈉用量2%、助劑添加量20%、熱處理溫度350℃、熱處理時(shí)間0.5h條件下，制備出的顆粒活性炭碘吸附值、亞甲基藍(lán)吸附值和耐磨強(qiáng)度分別為815.37mg/g，163.50mg/g和99.72%，并且具有良好的耐水能力。 由于椰殼的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，有助于形成發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)，因此椰殼活性炭具有結(jié)構(gòu)致密、灰分低、強(qiáng)度大、價(jià)廉易得等優(yōu)點(diǎn)，被大量應(yīng)用于廢氣和廢水處理。但是在生產(chǎn)過程中，由于摩擦等因素的影響，產(chǎn)生大量粉末碎炭，造成浪費(fèi)。將這些粉末碎炭制備成顆粒活性炭，可以提高碎炭的應(yīng)用價(jià)值。在日常生活中，顆粒活性炭主要用于空氣清潔和水凈化，例如凈水器里的吸附劑等；在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，主要用于廢氣、廢水處理；在新興工業(yè)領(lǐng)域，顆粒活性炭作為電極材料、催化劑載體、制冷吸附劑和儲(chǔ)氫材料等備受關(guān)注。以粉末活性炭為原料，羧甲基纖維素鈉為黏結(jié)劑，擠壓成型，得到比表面積達(dá)844.9m2/g，耐磨強(qiáng)度達(dá)到99.83%的柱狀成型活性炭。 Nguyen-Thanh等用膨潤土作為粉末活性炭的黏結(jié)劑，成功制備比表面積達(dá)1554m2/g的成型活性炭。通過引人金屬離子(如Cu2+)，增加了對(duì)H2S氣體吸附量。 在 顆粒活性炭的制備過程中，膠黏劑直接決定制備顆粒活性炭的成敗與成本高低。無機(jī)膠黏劑固化后，顆粒活性炭強(qiáng)度高，且無機(jī)膠黏劑原料多，無污染，已成為有機(jī)黏結(jié)劑在顆粒活性炭領(lǐng)域里的有力補(bǔ)充。有機(jī)膠黏劑與炭材料有較好的親和能力，且對(duì)原料炭的吸附能力影響小，但所制取的顆粒活性炭強(qiáng)度較低。為解決該問題，筆者采用在有機(jī)膠黏劑羧甲基纖維素鈉中添加無機(jī)助劑硅酸鹽作為增黏劑，以提高顆粒活性炭的強(qiáng)度。試驗(yàn)研究了助劑添加量、熱處理溫度、熱處理時(shí)間等因素對(duì)產(chǎn)品炭的碘吸附值、亞甲基藍(lán)吸附值和耐磨強(qiáng)度的影響，并用紅外光譜儀、綜合熱分析儀和孔徑分析儀對(duì)顆粒活性炭進(jìn)行了表征。