一种高比表面积制氮碳分子筛的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高比表面积制氮碳分子筛的制备方法，采用花泥料、煤和酚醛树脂充分混合作为原料，原料不仅成本低、实现花泥料的废物利用，而且原料灰份低，有利于后续处理；通过在活化过程中加入石墨烯，制氮碳分子筛比表面积达到3500?4000m2/g。
【专利说明】
-种高比表面积制氮碳分子筛的制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种分子筛的制备方法，属于碳素材料领域，尤其设及一种高比表面 积制氮碳分子筛的制备方法。
【背景技术】
[0002] 制氮碳分子筛是几乎只含直径为数埃的均匀微孔的一种新型活性碳。运种孔隙特 性可W依据其孔隙大小和要吸附气体的分子大小及形状来赋与制氮碳分子筛选择吸附性 能。利用运种特征，制氮碳分子筛被广泛用于各种气体分离过程。经检索，现有公开的制氮 碳分子筛的制造工艺在原料选择、原料配比、工艺参数组合等方面存在不甚完善的地方，导 致现有的制氮碳分子筛在产氮浓度、产氮量、回收率等诸多方面的性能并不理想。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于提供高比表面积高比表面积制氮碳分子筛的制 备方法。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下： 一种高比表面积制氮碳分子筛的制备方法，包括W下步骤： a、 原料配比；将花泥料、煤和酪醒树脂混匀后，在300-400°C、氮气保护条件下加热6- 她； b、 将上述样品进行行星式球磨，粉碎至120目； C、将酪醒树脂加入样品，捏合、挤条成型成颗粒； d、 将样品置于炉胆中，在氮气保护状态下升溫至1000-1100°C进行碳化； e、 将样品加入氨氧化钟溶液中，加入石墨締，揽拌均匀后，进行球磨，过滤后，进行压 滤、干燥； f、 将样品置于转炉内，在氮气保护状态下升溫至600-650°C，在氮气保护状态下活化5- 6h； g、 将样品进行盐酸酸洗，然后再水洗至中性，即得到碳分子筛。
[0005] 优选的，所述的步骤a中，原料配比为花泥料15-25份，煤35-50份，酪醒树脂8-15 份。
[0006] 优选的，所述的步骤C中，挤条成型出的颗粒直径为0.7-1.6mm。
[0007] 优选的，所述的步骤C中，加入的酪醒树脂为样品重量的1.5-4%。
[000引优选的，所述的步骤e中，石墨締的加入量为样品重量的0.01-0.02%。
[0009] 优选的，所述的步骤f中，升溫速度为3-5°C/min。
[0010] 石墨締是由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，在2015年末棚締发现之 前，石墨締既是最薄的材料，也是最强初的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时 它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材 料。
[0011] 本发明中，酸洗的作用是:一是将体系中为反应的氨氧化钟中和，二是除去可溶灰 分和无机盐。
[0012] 本发明中，加入石墨締并与碳化样品在氨氧化钟溶液中共同球磨的目的在于，将 石墨締充分分散;后续活化过程中，样品中的碳分子沿石墨締表面分布，比表面积更大。
[0013] 本发明的有益效果:与现有技术相比，本发明采用花泥料、煤和酪醒树脂充分混合 作为原料，原料不仅成本低、实现花泥料的废物利用，而且原料灰份低，有利于后续处理;本 发明的制氮碳分子筛效果非常显著，产氮浓度可达99.999%，且比表面积达到3500- 4000m2/g。
【具体实施方式】
[0014] 实施例1: 一种高比表面积制氮碳分子筛的制备方法，包括W下步骤： 曰、原料配比;将花泥料、煤和酪醒树脂混匀后，在350°C、氮气保护条件下加热6-化； b、将上述样品进行行星式球磨，粉碎至120目； C、将酪醒树脂加入样品，捏合、挤条成型成颗粒； d、 将样品置于炉胆中，在氮气保护状态下升溫至1080°C进行碳化； e、 将样品加入氨氧化钟溶液中，加入石墨締，揽拌均匀后，进行球磨，过滤后，进行压 滤、干燥； f、 将样品置于转炉内，在氮气保护状态下升溫至620°C，在氮气保护状态下活化5.化； g、 将样品进行盐酸酸洗，然后再水洗至中性，即得到碳分子筛。
[0015] 所述的步骤a中，原料配比为花泥料20份，煤40份，酪醒树脂12份。
[0016] 所述的步骤C中，挤条成型出的颗粒直径为1.2mm。
[0017] 所述的步骤C中，加入的酪醒树脂为样品重量的3%。
[0018] 所述的步骤e中，石墨締的加入量为样品重量的0.015%。
[0019] 所述的步骤f中，升溫速度为5°C/min。
[0020] 实施例2: 一种高比表面积制氮碳分子筛的制备方法，包括W下步骤： a、 原料配比;将花泥料、煤和酪醒树脂混匀后，在400°C、氮气保护条件下加热化； b、 将上述样品进行行星式球磨，粉碎至120目； C、将酪醒树脂加入样品，捏合、挤条成型成颗粒； d、 将样品置于炉胆中，在氮气保护状态下升溫至1100°C进行碳化； e、 将样品加入氨氧化钟溶液中，加入石墨締，揽拌均匀后，进行球磨，过滤后，进行压 滤、干燥； f、 将样品置于转炉内，在氮气保护状态下升溫至600°C，在氮气保护状态下活化化； g、 将样品进行盐酸酸洗，然后再水洗至中性，即得到碳分子筛。
[0021] 所述的步骤a中，原料配比为花泥料15份，煤50份，酪醒树脂8份。
[0022] 所述的步骤C中，挤条成型出的颗粒直径为1.6mm。
[0023] 所述的步骤C中，加入的酪醒树脂为样品重量的1.5%。
[0024] 所述的步骤e中，石墨締的加入量为样品重量的0.02%。
[0025] 所述的步骤f中，升溫速度为3°C/min。
[0026] 实施例3: 一种高比表面积制氮碳分子筛的制备方法，包括W下步骤： a、 原料配比;将花泥料、煤和酪醒树脂混匀后，在300°C、氮气保护条件下加热化； b、 将上述样品进行行星式球磨，粉碎至120目； C、将酪醒树脂加入样品，捏合、挤条成型成颗粒； d、 将样品置于炉胆中，在氮气保护状态下升溫至1000°C进行碳化； e、 将样品加入氨氧化钟溶液中，加入石墨締，揽拌均匀后，进行球磨，过滤后，进行压 滤、干燥； f、 将样品置于转炉内，在氮气保护状态下升溫至650°C，在氮气保护状态下活化化； g、 将样品进行盐酸酸洗，然后再水洗至中性，即得到碳分子筛。
[0027] 所述的步骤a中，原料配比为花泥料25份，煤35份，酪醒树脂15份。
[002引所述的步骤C中，挤条成型出的颗粒直径为0.7mm。
[0029] 所述的步骤C中，加入的酪醒树脂为样品重量的4%。
[0030] 所述的步骤e中，石墨締的加入量为样品重量的0.01%。
[0031 ] 所述的步骤f中，升溫速度为4°C/min。
[0032] 对比实施例1 将实施例1中的石墨締去除，其他制备条件不变，得到碳分子筛。
[0033] 将实施例1-3和对比实施例1的分子筛的比表面积进行测试，具体数据如下：
W上实施例所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明掲露的技术范围内，根据本发明的技术方案 及其发明构思加 W等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种高比表面积制氮碳分子筛的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： a、 原料配比；将花泥料、煤和酚醛树脂混匀后，在300-400°C、氮气保护条件下加热6-8h； b、 将上述样品进行行星式球磨，粉碎至120目； c、 将酚醛树脂加入样品，捏合、挤条成型成颗粒； d、 将样品置于炉胆中，在氮气保护状态下升温至1000-1100°C进行碳化； e、 将样品加入氢氧化钾溶液中，加入石墨烯，搅拌均匀后，进行球磨，过滤后，进行压 滤、干燥； f、 将样品置于转炉内，在氮气保护状态下升温至600_650°C，在氮气保护状态下活化5-6h; g、 将样品进行盐酸酸洗，然后再水洗至中性，即得到碳分子筛。2. 如权利要求1所述的高比表面积制氮碳分子筛的制备方法，其特征在于，所述的步骤 a中，原料配比为花泥料15-25份，煤35-50份，酚醛树脂8-15份。3. 如权利要求1所述的高比表面积制氮碳分子筛的制备方法，其特征在于，所述的步骤 c中，挤条成型出的颗粒直径为0.7-1.6mm。4. 如权利要求1所述的高比表面积制氮碳分子筛的制备方法，其特征在于，所述的步骤 c中，加入的酚醛树脂为样品重量的1.5-4%。5. 如权利要求1所述的高比表面积制氮碳分子筛的制备方法，其特征在于，所述的步骤 e中，石墨烯的加入量为样品重量的0.01-0.02%。6. 如权利要求1所述的高比表面积制氮碳分子筛的制备方法，其特征在于，所述的步骤 f中，升温速度为3-5°C/min。
【文档编号】C01B31/02GK106082172SQ201610442076
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】钱林月, 任剑英
【申请人】湖州南浔展辉分子筛厂