Способ получения карбонизирован-НОгО АдСОРбЕНТА Советский патент 1981 года по МПК B01J20/12 C02F1/28 C02F1/28 C02F101/00 C02F103/00 

Изобретение отиосится к способу получения адсорбентов, в частности к получению карбониэнроааныых гщсорбенто на;основе дисперсных минералов и может быть использовано в очис ке природных и сточных вод. Известны cnococte получения карбо низировантее адсорбен70 в не основе дисперсных «шнералов, вк шчакхцие модифицирование активным углеродом поверхности дисперсных минералов. Процесс проводят при температургис 300-1800 С в отсутствии кислорода воздуха. Для получения карбонизированных гшсорбентов используют в качестве неорганической матрицы различные алюмосиликаты, втом числе природные глины, обожженную фуллерову землю, пористую керамику, вермикулит, боксит, магнезит, активные окиси магния и гшюминия, различные формы кремнезема. Для их карбонизиро вания прнменяют глицерин, сахариды, древесную муку, опилки, крахмал, дек стрин, триоксиэтилен, лигнин, нефть, масла, керосин, н-алканы и другие ор ганические материалы. В результате карбонизирования получают адсорбенты, содержгицие преимущественно 2.25 вес.% активного углерода и имеюие удельную поверхность до 120 11 и 2. К недостаткам известных способов относится невысокая удельная поверхность, получаеквлх адсорбентов. Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ получения карбонизированного адсорбеита путем смешивания дисперсного неорганического материала с органическими воцествами, термической обработки пс&цгченной смеси с последующей активацией продукта кислородом воздуха при температуре не вшю 400°С З. Однако адсорбент, полученный известным способом, характеризуется низкой удельной поверхностью, максимгшьные значения которой составляют 125 . Это обусловлено тем, что ниже 400 С процесс активирования кислородом воздуха лимитируется скоростью диффузии окислителя в глубину карбонизированных гранул. Цель изобретеиия - увеличеиие активности и удельной поверхности адсорбента. Поставленная цель достигается получеиием карбонизированного адсорбента путем смешивания дисперсного

неорганического материала с органическими веществами, т;ермической обработк Р полученной см&ся и ее активации кислородом воздуха при 405600 0 в течение 3-30 мин.

По предлагаемому способу при температуре свыше 4О0°С процесс окислеяия карбонизированных адсорбентов определяется не диффузией кислорода воздуха, а собственно реакцией его взаимодействия с углеродной поверхностью. Свободная доставка кислорода в таких условиях практически ко всей, поверхности приводит к равномерному выгоранию углерода по сему сечению зерна и к увеличению объема пор и их удельной поверхности за счет активации углеродных включений. Выше процесс протекает нацело за 1-3 мин и приводит к получению адсорбента с малоактивной поверхностью.

При температуре ниже процес окисления практически заканчивается через 15-20 мин при степени окисления около 30% и в дальнейшем практически не протекает. Выше 400с степень окисления в интервале 5-30 мин может колебаться от 20 до 100%. Следовательно, в диапазоне температур 400-600 С возможно направ ленное регулирование активности и удельной поверхности карбонизированных адсорбентов.

Пример 1. 100 г смеси бантонитовой глины и минерального масла Б соотношении 1:1 нагреваиот без доступа воздуха при 385-4ОО С в течении 1 ч. Карбонизированный остаток помещают в муфельную печь и нагревают при перемешивании в присутствии кислорода воздуха при 405-420 с в течение 25-30 мин. Полученный адсорбент способен поглощать из водного раствора краситель активный краснокоричневый в количестве 42,6 мг/г, в то.;время как сорбционная емкость адсорбента, окисленного при 350°С, составляет 8,3 мг/г.

Пример 2. 100 г смеси бентонитовой глины и целлюлозного волокна в соотношении 1:1 нагревают без доступа воздуха в течение 30 мин при 400-420 С, затем поднимают температуру до 500-520с и выдерживают карбонизированный остаток при продувке воздухом в течение 3-5 мин. Полученный карбоннаированный адсорбент характеризуется следующими свойствами: сорбционная емкость по бензолу 0,23 содержание углеродного компонента 8,6%; удельная поверхность 165 м /г, против известного а,цсорбента, йоторый имеет сорбционную емкость по бензолу 0,16 и удельную поверхность 125 .

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить активность карбонизированного адсорбента в 4-5 раз, а удельную поверхность в 1,5-2 раза, по сравнению с адсорбентом, полученным известным способом.

Формула изобретения

Способ получения карбонизированного адсорбента путем смешивания дисперсного неорганического материала с органическими веществами, термической обработки полученной смеси и ее активации кислородом воздуха при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью увеличения активности и удельной поверхности адсорбента, активацию проводят при 405-600 0 в течение .330 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США I 3360134, кл. 210-502, 26.12.67.

2.Патент США № 3397151, кл. 252-378, 13.08.68.

3.Авторское свидетельство СССР №404778, кл. С 02 С 5/02, 13.06.74.