磷酸_催化剂法生产活性炭的工艺研究_贾金莲

磷酸-催化剂法生产活性炭的工艺研究JIAJL贾金莲1,尤红星2,沈柏荣2(1.中国金龙松香集团公司,北京100714;2.湖州鹿山林业发展有限公司,浙江湖州313000)摘要:由于在磷酸中增加了催化剂A(酸性化合物)和催化剂B(中性化合物),从而提高了活性炭的质量,扩大了磷酸法活性炭的用途,为磷酸法活性炭的推广奠定了基础。关键词:活性炭;磷酸-催化剂法中图分类号:TQ424文献标识码:A文章编号:0253-2417(2001)01-0061-04活性炭是一种具有特殊结构和性能的微晶质炭,具有大量的孔隙和比表面积,有很强的吸附能力,被广泛应用于食品、医药、化工、电子、水处理等行业。随着我国综合国力的增强和人民生活水平的不断提高,活性炭的需求将日益增加。国内活性炭的生产主要分化学活化法和物理活化法两大类。1988年以前化学活化法以氯化锌为活化剂生产,自湖州鹿山林场1988年首创磷酸法生产活性炭以来,磷酸法工艺已得到了很大发展。由于磷酸法生产活性炭具有环境污染程度轻和生产成本低等优点,已成为当今世界活性炭工业中化学活化法的主要生产工艺之一。但10余年来,磷酸法活性炭存在着产品质量相对较低和用途局限性等缺点。为提高磷酸法生产活性炭的质量,提高其使用上的广泛性,作者研究开发了磷酸-催化剂法生产活性炭的新工艺。通过近1年的实验室试验和1年的工业化生产,产品质量超过氯化锌法,而生产成本大大低于氯化锌法,产品已远销欧洲、东南亚、香港等国家和地区,深受客户欢迎。1实验方法1.1实验材料及试剂将松、杉木屑干燥、通过30目筛备用;制备活性炭所用的磷酸、催化剂A(酸性化合物)、催化剂B(中性化合物)均为工业级。1.2实验步骤收稿日期:2000-08-23作者简介:贾金莲(1969-),女,安徽芜湖市人,工程师,工科学士,从事林产化工研究。第21卷第1期2001年3月林产化学与工业ChemistryandIndustryofForestProductsVol.21No.1Mar.2001取30g松、杉木屑,置于500mL烧杯中,与一定配比的磷酸、催化剂A、催化剂B混合均匀,在室温放置24h,然后将物料装入瓷坩锅中,送入预定温度的马沸炉中,炭活化一定时间取出,将活化物移入500mL烧杯中,用400mL水煮沸30min,滤去洗液,重复4次,活性炭120℃烘干,研细,通过200目筛,备检。1.3检测方法测定活性炭的焦糖脱色(A法)、亚甲基蓝脱色、灰分、pH值和碘值,按GB/T12496检测。2实验结果2.1不同催化剂用量对质量的影响选择催化剂A、B(占磷酸重量)的不同比例,2%、4%、6%,活化温度450℃,时间4h,磷酸浓度36Be′,试验结果见表1。表1不同催化剂用量对质量的影响Table1Effectofdifferentamountofcatalysts(A,B)usedontheproductquality催化剂(A+B,%)catalysts焦糖脱色(%)decolorizingcapacityforcaramel亚甲基蓝脱色(mL)decolorizingcapacityformethyleneblue灰分(%)ashpH碘值(mg/g)iodinevalue2%A+2%B12018.56.04.510014%A+2%B13520.04.24.310226%A+2%B13021.04.54.610492%A+4%B12018.75.04.210102%A+6%B12018.75.24.61010对照control105138.24.4860从表1可以看出,由于使用了催化剂,改善了活性炭的微孔结构,大大提高了活性炭的质量。2.2不同磷酸浓度对质量的影响采用28至40Be′不同浓度的磷酸,炭活化温度为450℃,时间4h,催化剂A4%,催化剂B2%,试验结果见表2。表2不同磷酸浓度对质量的影响Table2Effectofdifferentconcentrationofphosphoricacidontheproductquality磷酸浓度(Be′)concn.ofphosphoricacid焦糖脱色(%)decolorizingcapacityforcaramel亚甲基蓝脱色(mL)decolorizingcapacityformethylenebluepH灰分(%)ash287017.04.593011019.04.25.43211019.24.04.93412519.54.04.63613520.04.24.53813520.24.45.04013019.74.34.8从表2可以看出,自30Be′增加浓度,对亚甲基蓝脱色影响不大,自34Be′开始增加浓62林产化学与工业第21卷度,对焦糖脱色影响减小,作者认为,实验室条件下,34～38Be′的磷