专利名称：一种高吸附量固体活性炭纤维的制备方法
技术领域：
本发明一种高吸附量固体活性炭纤维的制备方法，属于活性炭纤维的制造方法领域。
技术背景活性炭纤维是20世纪80年代在高性能碳纤维和活性炭材料基础上发展起來的第三代活 性炭产品，具有表面积大，微孔含量丰富，孔径分布窄，吸脱附速度快，再生能力强的特点， 广泛应用于环保、高技术、医用卫生等高科技领域。生产活性炭纤维的原料主要有沥青、粘 胶、聚丙烯睛和酚醛树脂。酚醛树脂属于难石墨化碳，其交联结构特别适于制造多孔的活性 碳纤维和活性炭微球。与其它碳纤维相比，鼢醛活性碳纤维更有比表面积大、拉^fr强度、断 裂伸长大的优点，广泛用于制造超级电容器、耐热、防化防毒等特种服装。然而，活性碳纤 维的密度较低(约0.1g/cm'1)，在使用过程中存在着填充密度低的缺陷，因而限制了其在许多 领域中的应用。因此，在保证其高吸附能力的同时如何提高活性碳纤维的填充密度是拓展该 材料应用的关键技术之一。提卨活性炭纤维密度的有效方法之一是采用粘合剂与活性碳纤维混合，在一定压力下成 型，再经炭化活化即可得到高密度活性碳纤维。如中国专利(申请号00104485. 0、 00104486. 9) 公布了硬质块状活性碳纤维的制备方法。在这两种方法中，均需要对活性碳纤维进行二次炭 化活化，增加了额外的能源消耗。中国专利(申请号03137026.8)公布了另一种高密度活性 碳纤维的制备方法，在其实施方式中，高密度活性碳纤维的苯吸附值为25-40%(重量百分数)， 而酚醛活性碳纤维的苯吸附值为22-90% (重量百分数)，其吸附性能有待提高。 发明内容本发明一种高吸附量固体活性炭纤维的制备方法，所要解决的问题是提供一种高纤维密 度、高吸附性的固体活性炭纤维的制备方法。本发明是这样实现的 一种高吸附量固体活性炭纤维的制备方法，包括如下歩骤首先，将酚醛活性炭纤维切长为5 10毫米长的短节；然后，将酚醛活性炭纤维与粘合剂按重量比为l: 0.01 0.5的比例进行混合，并搅拌均匀；再将搅拌均匀的混合物加入到模具中，在50~200 kg/cn^的压力下成型，得到固体活性 炭纤维；最后，将固体活性炭纤维在焙烧炉内150 250。C的温度下焙烧10 30分钟，得到产品。所述的粘合剂为环氧树脂，或为甲基纤维素、或为羟甲基纤维素。所述的模具的内腔为三角形、或为圆柱形、或为圆环形。所述的焙烧炉为连续式隧道窑。本发明与现有工艺相比的有益效果在于(1) 密度高，吸附性能高本发明采用一种廉价的无机粘合剂和酚醛活性炭纤维的混合 物來制取形状为三角形、或圆柱形、或圆环型的固体活性炭纤维产品，产品具有较高的吸附 性能，其苯吸附值为40 75% (重量百分数)，吸附性能为原活性炭纤维吸附性能的50 80%， 密度为0.3~0.5 g/Cm:'，密度较原活性炭纤维的密度提高了3 5倍。(2) 工艺简单，降低成本整个反应过程不需要对产品进行二次炭化、活化，焙烧过 程温度较低，降低了固体活性炭纤维的制造成本，简化了产品的制备工艺，拓宽了活性炭纤 维的用途。
具体实施方式
实施例l:首先，将酚醛活性炭纤维切为5毫米长的短节；然后，将10克酚醛活性炭纤维与0.5克甲基纤维素粘合剂混合，并搅拌均匀； 再将搅拌均匀的混合物加入到圆柱形模具中，在80kg/cW的压力下成型，得到固体活性 炭纤维；最后，将固体活性炭纤维在焙烧炉内150 。C的温度下焙烧30分钟，得到固体产品，其 密度为0.38 g/cm:'，苯吸附值为42% (重量百分数)。 实施例2:首先，将酚醛活性炭纤维切长为10毫米长的短节然后，将10克酚醛活性炭纤维与1.2克羟甲基纤维素粘合剂混合，并搅拌均匀； 再将搅拌均匀的混合物加入到圆环形模具中，在IOO kg/cm2的压力下成型，得到固体活 性炭纤维；最后，将固体活性炭纤维在焙烧炉内190 。C的温度下焙烧10分钟，得到产品，其密度 为0.42 g/cm:',苯吸附值为57% (重量百分数)。 实施例3:首先，将酚醛活性炭纤维切长为8毫米长的短节；然后，将10克酚醛活性炭纤维与5克环氧树脂粘合剂混合，并搅拌均匀；再将搅拌均匀的混合物加入到三叶形模具中，在140kg/cm2的压力下成型，得到固体活性 炭纤维；最后，将固体活性炭纤维在焙烧炉内200 。C的温度下焙烧20分钟，得到产品，其密度为0.48 g/cm:'，苯吸附值为72% (重量百分数)。实施例4:首先，将酚醛活性炭纤维切长为6毫米长的短节；然后，将10克酚醛活性炭纤维与3克甲基纤维素粘合剂混合，并搅拌均匀；再将搅拌均匀的混合物加入到圆环形模具中，在50kg/cin2的压力下成型，得到固体活性炭纤维；最后，将固体活性炭纤维在焙烧炉内200 °(:下焙烧20分钟，得到产品，其密度为0.30 g/cm:'，苯吸附值为40% (重量百分数)。 实施例5:首先，将酚醛活性炭纤维切长为6毫米长的短节；然后，将10克酚醛活性炭纤维与0.8克羟甲基纤维素粘合剂混合，并搅拌均匀； 再将搅拌均匀的混合物加入到圆柱形模具中，在200 kg/cm2的压力下成型，得到固体活 性炭纤维；最后，将固体活性炭纤维在焙烧炉内180。C下焙烧18分钟，得到产品，其密度为0.50 g/cm:'，苯吸附值为69% (重量百分数)。 实施例6:首先，将酚醛活性炭纤维切长为9毫米长的短节；然后，将10克酚醛活性炭纤维与0.2克环氧树脂粘合剂混合，并搅拌均匀； 再将搅拌均匀的混合物加入到三叶形模具中，在IIO kg/cm2的压力下成型，得到固体活 性炭纤维；最后，将固体活性炭纤维在焙烧炉内150。C下焙烧30分钟，得到产品，其密度为0.42 g/cm:'，苯吸附值为72% (重量百分数)。
权利要求
1、一种高吸附量固体活性炭纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤首先，将酚醛活性炭纤维切长为5～10毫米长的短节；然后，将酚醛活性炭纤维与粘合剂按重量比为1∶0.01～0.5的比例进行混合，并搅拌均匀；再将搅拌均匀的混合物加入到模具中，在50～200kg/cm2的压力下成型，得到固体活性炭纤维；最后，将固体活性炭纤维在焙烧炉内150～250℃的温度下焙烧10～30分钟，得到产品。
2、 根据权利要求1所述的一种高吸附量固体活性炭纤维的制备方法，其特征在于所述 的粘合剂为环氧树脂，或为甲基纤维素、或为羟甲基纤维素。
3、 根据权利要求l所述的一种高吸附量固体活性炭纤维的制备方法，其特征在于所述 的模具的内腔为三角形、或为圆柱形、或为圆环形。
4、 根据权利要求l所述的一种高吸附量固体活性炭纤维的制备方法，其特征在于所述的焙烧炉为连续式隧道窑。
全文摘要
本发明一种高吸附量固体活性炭纤维的制备方法，属于活性炭纤维的制造方法领域，所要解决的问题是提供一种高纤维密度、高吸附性的固体活性炭纤维的制备方法，本发明首先将酚醛活性炭纤维切长为5～10毫米长的短节，然后，将酚醛活性炭纤维与粘合剂按重量比为1∶0.01～0.5的比例进行混合，并搅拌均匀，再将搅拌均匀的混合物加入到模具中，在50～200kg/cm<sup>2</sup>的压力下成型，得到固体活性炭纤维，最后，将固体活性炭纤维在焙烧炉内150～250℃的温度下焙烧10～30分钟，得到产品；本发明工艺简单，降低了成本，其产品密度高，吸附性能高。
文档编号B01J20/30GK101234336SQ20081005458
公开日2008年8月6日 申请日期2008年2月29日 优先权日2008年2月29日
发明者张俊凯, 张荣乐 申请人:山西和融煤化工科技有限公司