一种高性能活性炭陶瓷及其制备方法与流程

本发明涉及固体废弃物资源化利用，具体涉及一种高性能活性炭陶瓷及其制备方法。

背景技术：

1、活性炭因微孔结构丰富，比表面积大，化学稳定性高和无毒性等优点被大量应用于水处理、空气净化、食品脱色和药物分离等领域。但随之而来的是产生大量的废弃活性炭，如果这些废弃活性炭不能够再次利用或再生将对环境产生二次污染。粉末废弃活性炭可以采用加热再生实现再利用，但加热再生会热解掉大部分粉末活性炭。另一方面，随着对活性炭应用质量要求的不断提高，活性炭表现出强度低、寿命短、回收难等缺点。

2、活性炭陶瓷是近年来受到广泛关注的一种复合材料，其将活性炭与陶瓷基质相结合，旨在兼具活性炭优异的吸附特性和陶瓷材料的优良物理化学性能，可克服活性炭形状松散强度低、回收难的缺点。但目前的活性炭陶瓷在应用于流动性印染废水处理时，仍存在强度不够高的缺陷，且活性炭陶瓷烧结时需高温1000℃左右，存在烧结温度高、耗能大等缺点。

技术实现思路

1、为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种高性能活性炭陶瓷及其制备方法，活性炭陶瓷的烧结温度为650~850℃，制备得到的活性炭陶瓷的比表面积为800～1000m2/g，抗弯强度为180～210mpa，印染废水cod的一次去除率为90%以上。

2、为实现本发明的目的，采用以下技术方案。

3、一种高性能活性炭陶瓷，其特征在于，由包括以下重量配比的原料制得：废弃粉末活性炭30～50份，异丙醇铝50～70份，微晶玻璃25～35份，粘结剂聚乙烯醇1～5份。

4、一种高性能活性炭陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a、将异丙醇铝溶于蒸馏水中，在80℃的水浴温度下搅拌水解2 h后,得a品；b、将废弃活性炭加入a品中，继续搅拌2h后，得b品；c、在b品中加入一定量的稀硝酸继续搅拌1 h后移入烘箱中80℃下干燥12h, 得c品；d、将c品放入马弗炉中200~400℃煅烧2h后，得d品；e、将d品、微晶玻璃和粘结剂混合，以乙醇为分散介质，球磨12h后干燥、过筛，在50mpa下压制成型，得e品；f、将e品放入马弗炉中以2℃/min速率升温至 300℃在空气中保温1h，然后以5℃/min速率升温至 650~850℃在氮气中保温1h，得到高性能活性炭陶瓷成品。

5、一种高性能活性炭陶瓷，其特征在于，原料中废弃粉末活性炭为吸附印染废水cod后的粉末活性炭，其cod的去除率＜5%。

6、一种高性能活性炭陶瓷，其特征在于，原料中微晶玻璃为40cao-20b2o3-40sio2体系，其制备方法为：按比例将氧化物均匀混合后在1300℃马弗炉中保温1h，进入熔融状态后水淬，研磨后过500目筛得到微晶玻璃。

7、本发明的有益效果：1）本发明以印染废水用废弃粉末活性炭为原料，来源广泛、价格低廉，可提高废弃粉末活性炭的回收再利用率；2）本发明以氧化铝陶瓷为陶瓷基质，并利用微晶玻璃共烧可降低活性炭陶瓷的烧结温度；3）本发明的活性炭陶瓷在应用于流动性印染废水处理时，表现出强度高、吸附效果优异的特点；4）本发明的制备方法具有操作简单、环境友好、耗能低等优点，可实现大规模应用，实现“以废治废”。

技术特征：

1.一种高性能活性炭陶瓷，其特征在于，由包括以下重量配比的原料制得：废弃粉末活性炭30～50份，异丙醇铝50～70份，微晶玻璃25～35份，粘结剂聚乙烯醇1～5份；制备得到的活性炭陶瓷的比表面积为800～1000m2/g，抗弯强度为180～210mpa，印染废水cod的一次去除率为90%以上。

2.根据权利要求1所述的一种高性能活性炭陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a、将异丙醇铝溶于蒸馏水中，在80℃的水浴温度下搅拌水解2 h后,得a品；b、将废弃活性炭加入a品中，继续搅拌2h后，得b品；c、在b品中加入一定量的稀硝酸继续搅拌1 h后移入烘箱中80℃下干燥12h, 得c品； d、将c品放入马弗炉中200~400℃煅烧2h后，得d品；e、将d品、微晶玻璃和粘结剂混合，以乙醇为分散介质，球磨12h后干燥、过筛，在50mpa下压制成型，得e品；f、将e品放入马弗炉中以2℃/min速率升温至 300℃在空气中保温1h，然后以5℃/min速率升温至 650~850℃在氮气中保温1h，得到高性能活性炭陶瓷成品。

3.根据权利要求1所述的高性能活性炭陶瓷，其特征在于，原料中废弃粉末活性炭为吸附印染废水cod后的粉末活性炭，其cod的去除率＜5%。

4.根据权利要求1所述的高性能活性炭陶瓷，其特征在于，原料中微晶玻璃为40cao-20b2o3-40sio2体系，其制备方法为：按比例将氧化物均匀混合后在1300℃马弗炉中保温1h，进入熔融状态后水淬，研磨后过500目筛得到微晶玻璃。

技术总结本发明提供一种高性能活性炭陶瓷及其制备方法，所述活性炭陶瓷的制备原料包括：废弃粉末活性炭30～50份，异丙醇铝50～70份，微晶玻璃25～35份，粘结剂聚乙烯醇1～5份。原料经过凝胶、混料、成型、低温烧结可得到活性炭陶瓷。本发明得到的活性炭陶瓷在应用于流动性印染废水处理时，表现出强度高、吸附效果优异的特点。本发明的原料广泛易得、配方简单、工艺操作简变、环境友好、耗能低，可实现大规模应用，实现“以废治废”。技术研发人员：洪波,徐靖才受保护的技术使用者：杭州星宇炭素环保科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29