專(zhuān)利名稱(chēng)：一種泡沫金屬改性用混合漿料及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬改性用混合漿料，具體涉及一種泡沫金屬改性用漿料。本發(fā)明還涉 及利用上述混合漿料對(duì)泡沫金屬改性的應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
Binhong Liu等報(bào)道了采用雷尼鎳、雷尼鈷以及雷尼鎳鈷等催化硼氫化鈉水解發(fā)生氫氣 的方法(Journal of Alloys and Compounds, 415， 2006， 288-293)。反應(yīng)方程式如下
NaBH4+ 2H20—4H2 +NaB02
在該報(bào)道中，利用粉末雷尼鎳、粉末雷尼鈷等催化硼氫化鈉分解制氫。粉末狀雷尼催化 劑在實(shí)際應(yīng)用中容易流失，增加了生成氫氣與催化劑分離的難度，從而使得其應(yīng)用受到了限 制。在公開(kāi)號(hào)為CN 1774390A的專(zhuān)利申請(qǐng)中利用雷尼鎳催化分解硼氫化鈉制氫，其采用兩種 方法解決粉末雷尼鎳的流失問(wèn)題，第一種方法是將雷尼鎳附著到有催化劑固定單元的磁體上 ，浸泡在水中；第二種方法是用聚氨酯泡沫將雷尼鎳固定在鎳網(wǎng)上，然后儲(chǔ)存在蒸餾水中。 上述兩種方法都使得反應(yīng)裝置更為復(fù)雜，當(dāng)反應(yīng)液以較大流速流過(guò)固定床雷尼鎳催化劑，催 化劑容易破碎脫落，而且當(dāng)硼氫化物的濃度降低到2 wt。/?；蛘咭韵聲r(shí)，氫氣的生成速率降低 很快，因而其應(yīng)用受到限制。
公開(kāi)號(hào)為CN1283359C的專(zhuān)利公開(kāi)了一種固定床加氫用的骨架金屬催化劑及其制備方法， 該催化劑是由鋁和鎳、鈷、銅、鐵中的一種或多種金屬元素的合金粉末，采用擬薄水鋁石等 無(wú)機(jī)物制備的膠狀物作為粘合劑，田菁粉、羧甲基纖維素等天然或合成的有機(jī)物質(zhì)作為孔道 模板劑，直接捏合、成型、焙燒，并經(jīng)苛性堿溶液活化制得。其實(shí)施例中的合金粉末均是鎳 鋁合金粉末，培燒后的催化劑只含有鎳一種成分，故存在機(jī)械強(qiáng)度低的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種泡沫金屬改性用混合漿料，利用該混合漿料對(duì)泡沫金屬改性后 即可制得固定床雷尼催化劑，其具有較高的催化活性，較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和較長(zhǎng)的使用壽命。 本發(fā)明的另一目的是提供利用上述混合漿料對(duì)泡沫金屬改性的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的發(fā)明人在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量的研究和創(chuàng)造性 的勞動(dòng)，研制出了泡沫金屬改性用混合漿料，利用該混合漿料對(duì)泡沫金屬改性后得到固定床 雷尼催化劑，具有較高的催化活性，較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和較長(zhǎng)的使用壽命，可用于硼氫化物水 解制氫，取得了出乎意料的效果。所述的混合漿料包括水20-50重量份和鋁粉20-80重量份， 所述的鋁粉的粒度為40 — 400目；其制備方法是將水和鋁粉混合均勻，即得。
所述的混合漿料還包括有機(jī)粘結(jié)劑O. 4-5. 0重量份和/或膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，所述膠狀無(wú)機(jī) 粘結(jié)劑中含有的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑為5-25重量份；其制備方法是將水、鋁粉、有機(jī)粘結(jié)劑和/或膠 狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑混合均勻，即得。
所述的混合漿料還包括合金元素，所述的合金元素為Mg、 Ca、 Sr、 Ba、 Cr、 Mn、 Fe、 Cu、 Zn、 Si、 Zr、 La、 Ce、 Mo、 W中的一種或其中的幾種的混合物；其制備方法是將水、鋁 粉和合金元素混合均勻，即得；或?qū)⑺?、鋁粉、合金元素、有機(jī)粘結(jié)劑和/或膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié) 劑混合均勻，即得。所述合金元素為泡沫金屬的0-lwt^。
所述膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑是向無(wú)機(jī)粘結(jié)劑中加入溶膠劑制備而得。
所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑為擬薄水鋁石和/或鋁凝膠；所述的溶膠劑為硝酸溶液、鹽酸溶液或者 硫酸溶液。
所述有機(jī)粘結(jié)劑為田菁粉、聚乙烯、淀粉、甲基纖維素、羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺、 環(huán)糊精中的一種或其中幾種的混合物。
一種泡沫金屬改性的方法，包括下述步驟
① 將混合漿料涂抹或噴涂在20-80重量份的泡沫金屬上，放置1-10小時(shí)，得涂覆泡沫金 屬；所述的泡沫金屬為泡沫鎳、泡沫鈷、泡沫鉑或泡沫鈀；
② 將步驟①制備的涂覆泡沫金屬在保護(hù)氣氛下，在溫度為600-170(TC條件下焙燒0. 1-5 小時(shí)后，得成型雷尼合金；溫度優(yōu)選為660-80(TC條件下焙燒0. l-5小時(shí)，所述保護(hù)氣體為氮 氣或惰性氣體。
③將步驟②制備的成型雷尼合金在溫度為70-9(TC條件下，在堿性溶液中浸取1-48 h， 即得固定床雷尼催化劑。所述堿性溶液為5-40wt。/。的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。
本發(fā)明的泡沫金屬改性用混合漿料，包括水20-50重量份和鋁粉20-80重量份。利用該混 合漿料對(duì)泡沫金屬改性制備固定床雷尼催化劑的過(guò)程中，需要將成型雷尼合金在溫度為 70-9(TC條件下，用堿性溶液中浸取1-48 h，即可將成型雷尼合金中的A1元素除去，并在成 型雷尼合金中形成大量的孔穴，增大了催化劑的比表面積，同時(shí)提高了催化劑的活性。由于 泡沫鎳、泡沫鈷、泡沫鉑或泡沫鈀既充當(dāng)了催化劑合金中的鎳、鈷、鉑或鈀源，同時(shí)起到了 載體的作用，所以制備成的固定床雷尼催化劑，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較高的反應(yīng)活性。同 時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際需要，在涂敷前將泡沫金屬制備成實(shí)際需要中所需的形狀和大小，省略了 催化劑成型的步驟，使得固定床雷尼鎳催化劑的制備工藝更加簡(jiǎn)單，降低了成本。
本發(fā)明的泡沫金屬改性用混合漿料優(yōu)選為水20-50重量份、鋁粉20-80重量份、有機(jī)粘 結(jié)劑O. 4-5. 0重量份和/或膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑。利用該混合漿料對(duì)泡沫金屬改性制備固定床雷尼 催化劑的過(guò)程中，包括焙燒步驟，該焙燒過(guò)程可以燒掉有機(jī)粘結(jié)劑，以在固定床雷尼催化劑 中生成大孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)焙燒過(guò)程中部分無(wú)機(jī)粘結(jié)劑轉(zhuǎn)化為惰性物質(zhì)a—Al203，其可以使雷尼 合金燒結(jié)在一起，起到進(jìn)一步固化的作用，因而大大提高了催化劑的機(jī)械強(qiáng)度。將成型雷尼 合金在溫度為70-9(TC條件下，再在堿性溶液中浸取1-48 h，即可將成型雷尼合金中未轉(zhuǎn)化 為a—Al203的Al元素除去，并在成型雷尼合金中形成大量的孔穴，增大了催化劑的比表面積
本發(fā)明的泡沫金屬改性用混合漿料最優(yōu)選為水20-50重量份、鋁粉20-80重量份、有機(jī) 粘結(jié)劑O. 4-5. O重量份、膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，合金元素，所述的合金元素為Mg、 Ca、 Sr、 Ba、 Cr、 Mn、 Fe、 Cu、 Zn、 Si、 Zr、 La、 Ce、 Mo、 W中的一種或其中的幾種的混合物。加入的合 金元素起到了非自發(fā)核心的作用，使得晶粒細(xì)化，催化劑的粒子活性和強(qiáng)度得到較好的平衡 ，從而既有效提高了固定床雷尼催化劑的活性，又提高了固定床雷尼催化劑的壽命。其制備 方法采用熔化并底澆在水冷銅模中，并且該過(guò)程反復(fù)進(jìn)行l(wèi)-5次，可以使催化劑各組分之間 均勻結(jié)合，形成合金粒子，提高催化劑的催化活性。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。 實(shí)施例l
混合漿料包括下述組分水30g、粒度為40 — 100目的鋁粉70g、有機(jī)粘結(jié)劑田菁粉20g、
無(wú)機(jī)粘結(jié)劑擬薄水鋁石5g、合金元素MgO. 02g、 CaO. 05g、 SrO. 06g、 BaO. 07g、 Cr 0. 08g、 Mn 0. 12g;
混合漿料的制備方法
向無(wú)機(jī)粘結(jié)劑擬薄水鋁石中加入溶膠劑硝酸使pH值為3，混合均勻，制得膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)
劑；
將水、鋁粉、有機(jī)粘結(jié)劑、膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、合金元素混合均勻，即得混合漿料。 利用混合漿料對(duì)泡沫金屬改性的方法
① 將混合漿料涂抹在40g的泡沫鎳上，放置5小時(shí)，得涂覆泡沫鎳；
② 將步驟①制備的涂覆泡沫鎳在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下，在溫度為68(TC條件下焙燒5小時(shí)后， 得成型雷尼合金；
③ 將步驟②制備的成型雷尼合金在溫度為75。C條件下，在30 wt。/。的氫氧化鈉溶液中浸取 40 h，即得固定床雷尼催化劑。
實(shí)施例2
混合漿料包括下述組分水20g、粒度為80 — 200目的鋁粉50g、有機(jī)粘結(jié)劑淀粉5.0g、 無(wú)機(jī)粘結(jié)劑鋁凝膠22g、合金元素Sr 0. 02g、 Ba 0. 05g、 CuO. 04g、 Zr 0. 08g、 La 0. 12g、 Ce 0. 03g;
混合漿料的制備方法
向無(wú)機(jī)粘結(jié)劑鋁凝膠中加入溶膠劑硫酸使PH值為2，混合均勻，制得膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑； 將水、鋁粉、合金元素、有機(jī)粘結(jié)劑、膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑混合均勻，即得混合漿料。 利用混合漿料對(duì)泡沫金屬改性的方法
① 將混合漿料噴涂在80g的泡沫鈷上，放置1小時(shí)，得涂覆泡沫鈷；
② 將步驟①制備的涂覆泡沫鈷在氦氣保護(hù)氣氛下，在溫度為90(TC條件下焙燒3小時(shí)后， 得成型雷尼合金；
③ 將步驟②制備的成型雷尼合金在溫度為8(TC條件下，在5wt。/。的氫氧化鈉溶液中浸取20 h，即得固定床雷尼催化劑。
實(shí)施例3
混合漿料包括下述組分水40g、粒度為200 — 400目的鋁粉40g、有機(jī)粘結(jié)劑甲基纖維素
lg、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑擬薄水鋁石15g、合金元素Mg 0. Olg、 Ba 0. 02g、 Cr 0. 05g、 Mn 0. 03g、 Si O.Olg、 Zr 0.02g、 Mo 0. 03g、 W 0. 02g; 混合漿料的制備方法
向無(wú)機(jī)粘結(jié)劑擬薄水鋁石中加入溶膠劑鹽酸使pH值為4，混合均勻，制得膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)
劑；
將水、鋁粉、合金元素、有機(jī)粘結(jié)劑、膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑混合均勻，即得混合漿料。 利用混合漿料對(duì)泡沫金屬改性的方法
① 將混合漿料涂抹或噴涂在30g的泡沫鉑上，放置10小時(shí)，得涂覆泡沫鉑；
② 將步驟①制備的涂覆泡沫鉑在氖氣保護(hù)氣氛下，在溫度為60(TC條件下焙燒4小時(shí)后， 得成型雷尼合金；
③ 將步驟②制備的成型雷尼合金在溫度為70瘵條件下，在40 wt。/。的氫氧化鈉溶液中浸取 1 h，即得固定床雷尼催化劑。
實(shí)施例4
混合漿料包括下述組分水24g、粒度為300-350目的鋁粉80g、有機(jī)粘結(jié)劑聚乙烯0.4g 、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑擬薄水鋁石10g和鋁凝膠10g、合金元素Mg 0. 06g; 混合漿料的制備方法
向無(wú)機(jī)粘結(jié)劑擬薄水鋁石和鋁凝膠中加入溶膠劑硝酸使pH值為2.5，混合均勻，制得膠 狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑；
將水、鋁粉、合金元素、有機(jī)粘結(jié)劑、膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑混合均勻，即得混合漿料。 利用混合漿料對(duì)泡沫金屬改性的方法
① 將混合漿料涂抹或噴涂在60g的泡沫鈀上，放置3小時(shí)，得涂覆泡沫鈀；
② 將步驟①制備的涂覆泡沫鈀在氬氣保護(hù)氣氛下，在溫度為IOO(TC條件下焙燒O. l小時(shí) 后，得成型雷尼合金；
③ 將步驟②制備的成型雷尼合金在溫度為9(TC條件下，在20 wt。/。的氫氧化鉀溶液中浸取 10 h，即得固定床雷尼催化劑。
實(shí)施例5
混合漿料包括下述組分水38g、粒度為80-120目的鋁粉20g、有機(jī)粘結(jié)劑羧甲基纖維素
3. 5g、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑擬薄水鋁石18g、合金元素Sr 0. 3g、 Ba 0. 26g; 混合漿料的制備方法
向無(wú)機(jī)粘結(jié)劑擬薄水鋁石中加入溶膠劑鹽酸使pH值為3. 5，混合均勻，制得膠狀無(wú)機(jī)粘 結(jié)劑；
將水、鋁粉、合金元素、有機(jī)粘結(jié)劑、膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑混合均勻，即得混合漿料。 利用混合漿料對(duì)泡沫金屬改性的方法
① 將混合漿料涂抹或噴涂在70g的泡沫鎳上，放置8小時(shí)，得涂覆泡沫鎳；
② 將步驟①制備的涂覆泡沫鎳在氦氣保護(hù)氣氛下，在溫度為1700°C條件下焙燒2小時(shí)后 ，得成型雷尼合金；
③ 將步驟②制備的成型雷尼合金在溫度為85"C條件下，在IO wt。/。的氫氧化鉀溶液中浸取 15 h，即得固定床雷尼催化劑。
實(shí)施例6
混合漿料包括下述組分水26g、粒度為120-200目的鋁粉30g、有機(jī)粘結(jié)劑聚丙烯酰胺 3.0g、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑鋁凝膠25g、合金元素Ba 0. 02g、 Cr 0. 03g、 Mn 0. Olg、 Fe 0. 02g、 Cu 0.04g、 W 0.06g;
混合漿料的制備方法
向無(wú)機(jī)粘結(jié)劑鋁凝膠中加入溶膠劑鹽酸使pH值為4. 5，混合均勻，制得膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑
將水、鋁粉、合金元素、有機(jī)粘結(jié)劑、膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑混合均勻，即得混合漿料。 利用混合漿料對(duì)泡沫金屬改性的方法
① 將混合漿料涂抹或噴涂在20g的泡沫鎳上，放置6小時(shí)，得涂覆泡沫鎳；
② 將步驟①制備的涂覆泡沫鎳在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下，在溫度為80(TC條件下焙燒1小時(shí)后， 得成型雷尼合金；
③ 將步驟②制備的成型雷尼合金在溫度為8(TC條件下，在15 wt。/。的氫氧化鉀溶液中浸取 25 h，即得固定床雷尼催化劑。
實(shí)施例7
混合漿料包括下述組分水22g、粒度為60-100目的鋁粉60g
混合漿料的制備方法 將水和鋁粉混合均勻，即得混合漿料。 利用混合漿料對(duì)泡沫金屬改性的方法
① 將混合漿料涂抹或噴涂在65g的泡沫鎳上，放置4小時(shí)，得涂覆泡沫鎳；
② 將步驟①制備的涂覆泡沫鎳在氖氣保護(hù)氣氛下，在溫度為150(TC條件下焙燒1. 5小時(shí) 后，得成型雷尼合金；
③ 將步驟②制備的成型雷尼合金在溫度為7(TC條件下，在25 wt。/。的氫氧化鈉溶液中浸取 48 h，即得固定床雷尼催化劑。
實(shí)施例8
混合漿料包括下述組分水34g、粒度為200-250目的鋁粉35g、有機(jī)粘結(jié)劑環(huán)糊精l. 5g 、合金元素Mn 0.02g、 Pe 0. 03g、 Cu 0. Olg、 Ce 0. Olg、 Mo 0. 02g、 W 0. Olg; 混合漿料的制備方法
將水、鋁粉、合金元素、有機(jī)粘結(jié)劑混合均勻，即得混合漿料。 利用混合漿料對(duì)泡沫金屬改性的方法
① 將混合漿料涂抹或噴涂在35g的泡沫鎳上，放置7小時(shí)，得涂覆泡沫鎳；
② 將步驟①制備的涂覆泡沫鎳在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下，在溫度為120(TC條件下焙燒2. 5小時(shí) 后，得成型雷尼合金；
③ 將步驟②制備的成型雷尼合金在溫度為75"C條件下，在35wt。/。的氫氧化鉀溶液中浸取 35 h，即得固定床雷尼催化劑。
實(shí)施例9
混合漿料包括下述組分水28、粒度為60-150目的鋁粉65g、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑擬薄水鋁石4g 和鋁凝膠6g、合金元素Zn 0.03g、 Si 0. 02g、 ZrO. Olg、 La 0. 05g、 Ce 0. Olg、 Mo 0. 08g、 W 0. 05g;
混合漿料的制備方法
向無(wú)機(jī)粘結(jié)劑擬薄水鋁石和鋁凝膠中加入溶膠劑鹽酸使pH值為4.5，混合均勻，制得膠 狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑；
將水、鋁粉、合金元素、膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑混合均勻，即得混合漿料。 利用混合漿料對(duì)泡沫金屬改性的方法
① 將混合漿料涂抹或噴涂在50g的泡沫鎳上，放置2小時(shí)，得涂覆泡沫鎳；
② 將步驟①制備的涂覆泡沫鎳在氬氣保護(hù)氣氛下，在溫度為66(TC條件下焙燒3. 5小時(shí)后 ，得成型雷尼合金；
③ 將步驟②制備的成型雷尼合金在溫度為8(TC條件下，在28wt。/。的氫氧化鈉溶液中浸取 30h，即得固定床雷尼催化劑。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種泡沫金屬改性用混合漿料，其特征在于所述的混合漿料包括水20-50重量份和鋁粉20-80重量份。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種泡沫金屬改性用混合漿料，所述的混合漿料包括水、鋁粉、有機(jī)粘結(jié)劑、膠狀無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和合金元素。利用該混合漿料對(duì)泡沫金屬改性后即可制得固定床雷尼催化劑，其具有較高的催化活性，較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和較長(zhǎng)的使用壽命。屬于催化劑改性領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C01B3/06GK101391222SQ20071020181
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2007年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日
發(fā)明者侯曉峰, 王玉曉, 鋼 肖 申請(qǐng)人:漢能科技有限公司