本發(fā)明屬于廢舊輪胎資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法。

背景技術(shù)：

隨著汽車行業(yè)等的發(fā)展，廢舊輪胎的量日益增加。如果不進(jìn)行處理，則會(huì)污染環(huán)境，占據(jù)空間。利用催化裂解進(jìn)行資源回收意義重大。

現(xiàn)有技術(shù)中將廢舊輪胎粉碎，然后催化裂解，廢輪胎熱解的產(chǎn)物除了輪胎油、廢氣和鋼絲之外，還有一種產(chǎn)物就是炭黑；這種炭黑由于其一次應(yīng)用價(jià)值沒(méi)有充分體現(xiàn)，市場(chǎng)空間并不大。因此如果能將這種炭黑的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行體現(xiàn)，則能提高其市場(chǎng)空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，該方法解決了廢舊輪胎裂解污染環(huán)境的問(wèn)題，利用廢輪胎熱解炭黑生產(chǎn)而來(lái)的活性炭的吸收屬性要比市面上的活性炭吸收屬性好，而且其良好的質(zhì)量也是符合國(guó)家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于70~90℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為1.5~2.5 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與活化劑KOH混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與活化劑KOH的質(zhì)量比為1：（1~10）；或者將步驟S2干燥后的炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸的質(zhì)量比為1：（5~20）；

其中，活化反應(yīng)溫度均為78~82℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為1.5~2.5 h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度500～800℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.4~0.6h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

根據(jù)上述的利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，步驟S3中所述炭黑與活化劑KOH的質(zhì)量比為1：（4~6）。

根據(jù)上述的利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，步驟S3中所述炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸的質(zhì)量比為1：（9~12）。

根據(jù)上述的利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，步驟S3中活化反應(yīng)溫度為80℃，活化反應(yīng)時(shí)間2 h。

根據(jù)上述的利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，步驟S4中碳化反應(yīng)時(shí)間為0.5h。

本發(fā)明的有益效果是:

與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)本技術(shù)發(fā)明所獲得的活性炭的表層出現(xiàn)很多的孔洞，有很高的孔隙率，有合理的固定碳含量，而且表層面積值也增加了很多。因此，所獲得的活性炭的吸附性很好?；瘜W(xué)活化的好處是化學(xué)物質(zhì)能夠滲透到每一個(gè)角落，進(jìn)而使活性炭產(chǎn)生數(shù)量非常多的孔洞，所獲得的活性炭，吸收屬性很好。并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論，利用輪胎中炭黑生產(chǎn)而來(lái)的活性炭的吸收屬性要比市面上的活性炭吸收屬性好。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明炭黑碳化流程結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中采用不同質(zhì)量比炭黑與活化劑KOH的活化得到的活性炭的BET；

圖3為本發(fā)明中采用不同質(zhì)量比炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸的活化得到的活性炭的BET；

圖4為本發(fā)明中采用不同質(zhì)量比炭黑與活化劑KOH的活化得到的活性炭的碘漂白性；

圖5為本發(fā)明中采用不同質(zhì)量比炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸的活化得到的活性炭的碘漂白性；

圖6為本發(fā)明中采用不同質(zhì)量比炭黑與活化劑KOH的活化得到的活性炭的亞甲基藍(lán)吸收性；

圖7為本發(fā)明中采用不同質(zhì)量比炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸的活化得到的活性炭的亞甲基藍(lán)吸收性；

圖1： a，導(dǎo)熱線圈式加熱爐；b，氧化鋁管；c，待加熱的炭黑樣品；d，陶瓷杯；a，氣體流通的控制器；f，泠凝器。

具體實(shí)施方式：

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的描述，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。

以下所用原料均為市售，具體使用時(shí)以每分鐘輸入一公升的氮?dú)獾窖b置中。

實(shí)施例1

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于70~90℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為1.5~2.5 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與活化劑KOH混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與活化劑KOH的質(zhì)量比為1：（1~10）；其中活化反應(yīng)溫度均為78~82℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為1.5~2.5 h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度500～800℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.4~0.6h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例2

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于70~90℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為1.5~2.5 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸的質(zhì)量比為1：（5~20）；其中，活化反應(yīng)溫度均為78~82℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為1.5~2.5 h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度500～800℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.4~0.6h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例3

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于80℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為2 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與活化劑KOH混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與活化劑KOH的質(zhì)量比為1：4；其中活化反應(yīng)溫度均為80℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為2 h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度700℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.5h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例4

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于80℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為2 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與活化劑KOH混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與活化劑KOH的質(zhì)量比為1：5；其中活化反應(yīng)溫度均為80℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為2 h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度700℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.5h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例5

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于80℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為2 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與活化劑KOH混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與活化劑KOH的質(zhì)量比為1：6；其中活化反應(yīng)溫度均為80℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為2 h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度700℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.5h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例6

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于80℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為2 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸的質(zhì)量比為1：9；其中，活化反應(yīng)溫度均為80℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為2 h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度700℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.5h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例7

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于80℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為2 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸的質(zhì)量比為1：10；其中，活化反應(yīng)溫度均為80℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為2 h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度700℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.5h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例8

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于80℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為2 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸的質(zhì)量比為1：11；其中，活化反應(yīng)溫度均為80℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為2 h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度700℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.5h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例9

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于70℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為2.5 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與活化劑KOH混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與活化劑KOH的質(zhì)量比為1：8；其中活化反應(yīng)溫度均為78℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為2.5 h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度800℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.6h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例10

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于70℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為2.5 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸的質(zhì)量比為1：5；其中，活化反應(yīng)溫度均為82℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為1.5 h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度750℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.4h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例11

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于90℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為1.5 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與活化劑KOH混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與活化劑KOH的質(zhì)量比為1： 10；其中活化反應(yīng)溫度均為82℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為1.5h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度600℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.6h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例12

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于75℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為1.8 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸的質(zhì)量比為1：6；其中，活化反應(yīng)溫度均為78℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為1.9h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度550℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.4h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例13

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于85℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為2h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與活化劑KOH混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與活化劑KOH的質(zhì)量比為1：2；其中活化反應(yīng)溫度均為79℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為1.6 h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度650℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.5h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例14

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于90℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為1.5 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸的質(zhì)量比為1：20；其中，活化反應(yīng)溫度均為78℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為1.5h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度800℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.6h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例15

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于72℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為2.2 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與活化劑KOH混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與活化劑KOH的質(zhì)量比為1：8；其中活化反應(yīng)溫度均為79℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為1.8 h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度680℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.5h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例16

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于88℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為2 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸的質(zhì)量比為1：15；其中，活化反應(yīng)溫度均為80℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為2 h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度580℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.5h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例17

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于70℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為2 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與活化劑KOH混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與活化劑KOH的質(zhì)量比為1：2；其中活化反應(yīng)溫度均為82℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為1.5h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度560℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.4h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例18

本發(fā)明提供了一種利用廢輪胎熱解炭黑制成活性炭的方法，包括以下步驟：

S1：將廢舊輪胎粉碎后采用常規(guī)的催化裂解方法制取炭黑；

S2：將步驟S1制得的炭黑于90℃下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為1.5 h；

S3：將步驟S2干燥后的炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸混合進(jìn)行活化反應(yīng)得到活化料，所述炭黑與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸的質(zhì)量比為1：20；其中，活化反應(yīng)溫度均為82℃，活化反應(yīng)時(shí)間均為1.5 h；

S4：將步驟S3制得的活化料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于溫度700℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)時(shí)間為0.6h，然后降溫至室溫得到活性炭產(chǎn)品。

實(shí)施例4和7得到的產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)，得到的性能指標(biāo)見(jiàn)表1：

利用輪胎中催化裂解產(chǎn)生的炭黑制得的活性炭的吸收屬性要比市面上的活性炭吸收屬性好，而且其良好的質(zhì)量也是符合國(guó)家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明整體構(gòu)思前提下，還可以作出若干改變和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。