Способ получения волокнистого угольного адсорбента

п 11 574226 Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл,з В 011 1/22С 01 В 31/16 с присоединением заягкнГосударственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(23) Приоритет Опубликовано 30,09.77. Бюллетень36 Дата опубликования описания 26.09.77(72) Авторы изобретения И. Н. Ермоленко, А, А. Морозова и М. 3. Гаврилов Институт общей и неорганической химии АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО УГОЛЬНОГО АДСОРБЕНТАИзобретение относится к технологии получения активных углей, преимущественно волокнистых, и может быть использовано в различных областях сорбционной техники.Известны способы получения волокнистых угольных адсорбентов путем карбонизации целлюлозных волокон с последующим активированием. Получаемый при этом адсорбент обладает смешанной пористой структурой 11.Известен способ получения волокнистых 10 угольных адсорбентов обработкой целлюлозных волокон водными растворами солей металлов, например Хп, А 1, Са, М, Ре с последующей карбонизацией и активированием 12, Целевой продукт, полученный по этому 15 способу, представляет собой гибкий угольный адсорбент с повышенными прочностными показателями,сильно развитой удельной поверхностью, достаточной высокой сорбционной емкостью по четыреххлористому углероду (свы ше 100 вес. % ), низкой плотностью дог/смзОднако известный способ не позволяет получать угольные адсорбенты с молекулярноситовыми свойствами. 25 Цель изобретения - придание адсорбентумолекулярно-ситовых свойств к молекулам соэффективным диаметром 5 - 10 А, например кбензолу, четыреххлористому углероду. 30 Предлагаемый способ получения волокнистого адсорбента, состоит в окислении целлюлозного волокна, его обработке раствором соли поливалентного металла, карбонизацин прн 700 - 1200"С и активации.Отличительными признаками способа является то, что исходные целлюлозные волокна предварительно подвергают окислению, а карбонизацию ведут при 700 в 12 С.Способ осуществляют следующим образом. Целлюлозный волокнистый материал, например волокна, ткань, нетканый материал, жгут, тесьма и т. д., подвергают окислению окислами азота до содержания карбоксильных групп 5 - 15%. Проводят обработку 0,1 н. и водным раствором солей металлов, например А 1, 1.а, Хп, К, Мд и других, образец промывают, сушат при 80 - 100 С, Затем загружают в камеру электропечи и осуществляют карбонизацию в инертной среде (азот или гелий) до температуры 700 - 1200 С, лучше 800 - 1000 С. После карбонизации волокнистый угольный материал активируют действием водяного пара или углекислого газа при 700 - 900 С до достижения степени обгара 25 - 50%.Пример 1. Вискозные волокна ( - 1 - 2 кг) окисляют окислами азота в стеклянном сосуде емкостью 20 л в течение 14 ч при комнатной температуре. Затем образец извлекают, тщательно промывают водой до рН 5 - 6, сушат574226 Составитель А. МорозоваТсхрсд Л. Гладкова Корректор Т. Добровольская Редактор А, Соловьева Подписное Заказ 2137/9 Изд. Мв 798 Тираж 947 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобрстспий и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 3при 80 - 100 С и определяют кальцийацстатным методом содержания карбоксильных групп.Полученные в данном примере окислснные вискозные волокна содержат 10,7% карбоксильных групп, Путем ионного обмена в полученную монокарбоксилцеллюлозу (МКЦ) вводят ионы Л 1+, обрабатывая МКЦ 0,1 н. водным раствором хлористого алюминия в течение 10 ч. Алюминиевую соль МКЦ промывают водой, сушат при 80 - 100 С и загружают в камеру электропечи, в которой осуществляют карбонизацию в среде азота со скоростью подъема температуры 1,5 С/мин до 1200 С с выдержкой при этой температуре 30 - 40 мин. Затем кар бонизованные алюминийсодержащие угольные волокна активируют в этой же печи действием водяного пара при температуре 900 С до обгара 35,вес, %.Получаемый при этом волокнистый угольный адсорбент проявляет молекулярно-ситовые свойства к адсорбируемым молекулам соэффективным диаметром свыше 5 А, например бензолу и четыреххлористому углероду.Пример 2. Монокарбоксилцеллюлозу, полученную по примеру 1, обрабатывают 0,1 н. водным раствором 1.аС 1 з в течение 12 ч, промывают, сушат при 80 - 100 С и карбонизуют по примеру 1, до температуры 1000 С. Затем карбонизованные волокна активируют водяным паром при температуре 700 С до обгара 25/о. Полученный волокнистый угольный адсорбент проявляет молекулярно-ситовые свойства по отношению к адсорбируемым молекуо лам с эффективным диаметром свыше 6 А, например к четыреххлористому углероду и третичному бутилбензолу. Г 1 рпмер 3. Углсродныс волокна, полученныепо примеру 1 и карбонизованные до температуры 700 С, подвергают активированию действием водяного пара прп температуре 800 С до 5 обара 50 о/оЦелевой продукт проявляет молекулярноситовыс свойства по отношению к адсорбирусмым молекулам с эффективным диаметром3свыше 8 Л, например к трстичному бутилбсцВысокоселектпвные молекулярно-ситовыесвойства, болыпая скорость сорбции, улучшенные прочностные показатели и ряд других прсимуществ волокнистых угольных адсорбентов позволяют использовать их для разделения газов и паров, для очистки воздуха от вредных веществ и т. д. 20Формула изобретенияСпособ получения волокнистого угольногоадсорбента путем обработки целлюлозноговолокна раствором соли поливалентного металла с последующими карбонизацией и ак 25 тивацией полученного продукта, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью придания адсорбенту молекулярно-ситовых свойств к молекуламас эффективным диаметром 5 - 10 Л, напримерк бензолу, четыреххлористому углероду, исходные целлюлозные волокна предварительноподвергают окислению, а карбонизацию ведутпри 700 - 1200 С.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СШЛ Х 3053775, кл. 252 - 421,1962.2. Патент Великобритании М 1301101, кл,С 1 Л, 08,04.1972.