活性炭的主要原料有多种,各种碳质材料均可用于制造活性炭,下面谈谈石油基原料活性炭的制备。石油基料活性炭包括石油沥青炭(球状活性炭)、石油焦炭、与石油馏分炭。
(1)石油沥青基炭
原料沥青A是将原油加热到高温,用水蒸气喷雾,在超短时间热解后急速冷却,所得到的焦油状物质经蒸馏,除去<430℃馏分,由此得到沥青,其软化点201℃,硝基苯不溶物37%,碳含量95%,氢/碳原子比为0.540,原料沥青B是由乙烯裂解渣油经蒸馏除去<540℃馏分所得到的沥青,其软化点225℃,硝基苯不溶物21%、含碳量94%,氢/碳原子比为0.61。
由这些沥青可制得低粉化、高强度的球形活性炭。其实验室制法实例如下:将各300g上述沥青,0~10%高分子物(聚乙烯、聚丁二烯等)放人1L高压釜中混合,在180℃下搅拌2h,将其混合物加到含0.5%聚乙烯醇的160℃热水中,在1200r/min搅拌速度下分散20min,使之球状化,接着冷却,得到沥青球状物,经脱水、用正已烷抽除蔡、通空气、以30℃/h升温至300℃,得到不熔性沥青球状体,接着在氮气、水蒸气及含氧3%以下的混合气中升温到900℃进行炭化、并保持在900℃下进行活化,由此得到球状活性炭。
(2)石油焦炭
将炼油厂石油焦粗粉碎,在500~850℃下加热1~3h,冷却至室温后,再粉碎、并过筛400目筛),由此得到的活性炭具有优良的吸附性能,用于处理印染废水、染料生产废水及其他含有机物的废水,脱色率为90%~100%,COD脱除率为70%左右。这种活性炭也可用于处理含锌、铜及其他重金属的废水,去除率达到80%。
(3)石油馏分
用分子量为150的石油馏分与氧气在200℃下接触,形成树脂物质,将其熔化并喷雾以形成直径为420~590um的颗粒,用溶剂萃取法除掉低分子馏分后,颗粒在370℃下固化2h、在600℃下炭化1h,在800℃下用水蒸气活化4h,所得活性炭的比表面积比商业活性炭高。
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