活性炭是獨(dú)特的和通用的吸附劑，因?yàn)樗鼈兙哂醒由斓谋砻娣e，微孔結(jié)構(gòu)，高吸附能力和高表面活性。它們用于各種領(lǐng)域，如食品和化學(xué)工業(yè)，廢水處理，溶劑回收，空氣污染控制和濕法冶金。對于這些用途中的一些，需要高機(jī)械強(qiáng)度和良好的吸附特性。壓塊方法涉及用粘合劑材料混合和壓制炭顆粒，通常會(huì)增加最終產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度。團(tuán)塊質(zhì)量通常由所用原材料和粘合劑的類型以及進(jìn)行與壓塊和活化相關(guān)的操作的精確方式?jīng)Q定。

　　今天我們介紹活性炭如何壓成團(tuán)塊的不同方法。綜述了應(yīng)用于煤的壓塊過程。早期有人提出了一個(gè)理論圖像，代表了焦炭壓塊的主要方面，將原料壓塊轉(zhuǎn)化成成型焦炭。評估了通常影響煤磚特性的因素。這里提出的工作是進(jìn)行更廣泛的研究的一部分，旨在開發(fā)適當(dāng)?shù)姆椒▉碇苽鋪碜詤^(qū)域木質(zhì)纖維素材料(如木材，椰殼和水果殼)的活性炭。并且得出了從木質(zhì)活性炭制成并用特殊粘合劑成型的活性炭塊的研究結(jié)果。為了進(jìn)行比較，還進(jìn)行了使用更傳統(tǒng)的粘合劑，即石油衍生的商業(yè)材料的測試。

　　我們使用的粘合劑被認(rèn)為是一種有趣和新穎的粘結(jié)劑，用于制備團(tuán)塊。用于制備活性炭炭的木質(zhì)纖維素材料是來自木材，一些常見商品或者廢舊木材即可。通過特殊粘合材料，來用作粘合劑材料。選擇制備活性炭團(tuán)塊的方法涉及幾個(gè)步驟。在文中描述的幾種替代方案的分析之后選擇的這些步驟總結(jié)如下。

　　材料準(zhǔn)備

　　將批量的2000克木材在蒸餾式不銹鋼反應(yīng)器中碳化。該碳化包括將樣品從室溫加熱至773K，速率為1.4K / min，并保持最終溫度2小時(shí)。使用K型熱電偶和數(shù)字溫度控制器來設(shè)置和控制蒸煮溫度。獲得的產(chǎn)物，即炭，被粉碎并過篩。收集并儲(chǔ)存兩個(gè)餾分：通過80目ASTM(0.18mm)篩，另一個(gè)保留在80和20目ASTM(0.18至0.85mm)篩之間。

　　團(tuán)塊構(gòu)造

　　通過在研缽中測量的焦炭和粘合劑混合并將1g所得混合物壓入保持在自制液壓機(jī)中的10mm ID不銹鋼模具中制成壓塊。團(tuán)塊長度約為14毫米。粘結(jié)劑：炭比為1：3和1：4。施加的壓力為140和280MPa，持續(xù)6分鐘。測量，稱重并儲(chǔ)存所得到的團(tuán)塊。

　　熱處理和激活

　　將煤塊在300mm長的不銹鋼反應(yīng)器中進(jìn)行熱處理和活化，其內(nèi)徑為30mm，通過電烘箱加熱。K型熱電偶和數(shù)字溫度控制器用于設(shè)置和控制反應(yīng)器溫度。熱處理是將來自室溫的5或15K / min的團(tuán)塊加熱至流動(dòng)的氮?dú)庵兴�選擇的活化溫度。使用流動(dòng)蒸汽作為活化劑，在1123或1153K下進(jìn)行活化步驟。測試1和1.7g蒸汽/(g焦炭)，并進(jìn)行105和150分鐘的活化時(shí)間。一旦發(fā)生了活化步驟，將反應(yīng)器在流動(dòng)的氮?dú)庵欣鋮s至室溫。測量活化的團(tuán)塊，稱重。

　　固化

　　一些樣品在熱處理和活化之前也進(jìn)行固化過程。該固化過程包括在473K的400mL / min流動(dòng)氧氣中進(jìn)行熱處理2小時(shí)。

　　活性炭塊的表征

　　測定耐沖擊性和抗壓強(qiáng)度作為團(tuán)塊的力學(xué)性能的量度。測量BET面積和孔體積以評價(jià)表面性質(zhì)。耐沖擊性是通過所謂的抗沖擊指數(shù)(IRI)來確定的，該指數(shù)考慮了當(dāng)從2個(gè)靜止點(diǎn)重復(fù)下降時(shí)，每個(gè)團(tuán)塊破裂的液滴數(shù)量和數(shù)量m高度到混凝土地板，直到它破裂。在剛性框架受控負(fù)載設(shè)備中以約1Kgf(cm 2· s)-1的負(fù)載速率確定徑向壓縮的軸向抗壓強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度。通過在77K 下的N 2吸附測量，在NOVA 2200裝置中測定BET面積和孔體積。

　　經(jīng)過上面一些步驟制備的活性炭，因?yàn)楂@得的表面性能和機(jī)械強(qiáng)度是令人滿意的。通過活化期間的溫度和時(shí)間的增加，熱處理期間的較低加熱速率，包含固化，更大量的粘合劑和更大的粒度來改善表面性質(zhì)，例如BET面積。在具有較高粘合劑：活性炭比和高構(gòu)型壓力的產(chǎn)品中，發(fā)現(xiàn)通過直徑壓縮的抗沖擊指數(shù)，軸向抗壓強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度確定的更好的機(jī)械性能。

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