專利名稱：一種催化劑的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明涉及一種催化劑的制造方法，特別是一種氫-水(液)氫同位素交換 催化劑的制造方法。
背景技術(shù)：
目前，制造氫-水(液)氫同位素交換催化劑的方法主要有三種。 一種方 法是先制備鉑炭粉，再將其按一定比例與聚四氟乙烯粉機(jī)械混合，壓膜成型。 其中聚四氟乙烯既作為增水劑，又起到粘接劑的作用。這種制造方法的優(yōu)點(diǎn)是 工藝簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是催化劑性能較低。另一種方法是將金屬活性成分直接沉積在 疏水有機(jī)聚合物(如聚乙烯-二乙烯基苯共聚物)上，此種方法制備的疏水催 化劑活性較高，耐輻射性能較好，但穩(wěn)定性差。第三種方法是先將活性成分鉑 分散在載體(如活性炭、二氧化硅)上，再將四氟乙烯單體輻照聚合成膜，沉
積在Pt-C上，此種方法工藝復(fù)雜，催化劑成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種氫-水(液)氫同位素交換催化劑的制造方法， 通過(guò)該方法制取的催化劑活性高、穩(wěn)定性好。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種氫-水(液)氫同位素交換催化劑的制 造方法，其特征在于
(1)、制備高分子多孔樹脂球
(a) 在水中加入聚乙烯醇，水與聚乙烯醇的比例(重量比)為1: 0.001 0.002，將其攪拌加熱至45r-55T:，時(shí)間1一2小時(shí)，混合后得到水相；
(b) 在甲苯中加入偶氮二異丁腈，溶解后再加入二氯乙烷和二乙烯苯，甲苯
與偶氮二異丁腈、二氯乙垸、二乙烯苯比例(重量比)為1: 0.012 0.013: 1.4 1.6: 0.9 1. 1，攪拌使其充分混合，作為有機(jī)相；
(c) 控制水相溫度45。C-55。C，在轉(zhuǎn)數(shù)為100—200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌下，將有機(jī) 相于水面下緩慢加料；
(d) 加料完畢后，在1一2小時(shí)時(shí)間內(nèi)將溫度加熱至6(TC-8(TC，恒溫聚合10-14小時(shí)后，再將溫度升至8(TC-9(TC，時(shí)間1一3小時(shí)，趕出致孔劑甲苯、 二氯乙烷，然后用不超過(guò)加熱溫度的熱水洗去聚乙烯醇，再用丙酮浸泡20-30 小時(shí)，高分子多孔樹脂放置20—30小時(shí)后，再用丙酮淋洗至無(wú)致孔劑為止， 經(jīng)過(guò)烘干、過(guò)篩，得到高分子多孔樹脂球，球徑即粒度要求20目 40目； (2)、制備催化劑
將高分子多孔樹脂球加入到氯鉑酸乙醇溶液中，兩者之間的比例(重量比) 為0.2 0.4: 1，浸泡20-30小時(shí)后，在68。C-72X:條件下加熱烘干，時(shí)間1 2 小時(shí)，再將溫度升到200-25(TC，用氫氣還原1.5-3小時(shí)，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷 卻至室溫，得到催化劑。
本發(fā)明的特點(diǎn)是1、工藝重復(fù)性好，不同批次制造的催化劑性能穩(wěn)定， 交換效果一致；2、用本方法制造的催化劑活性高，在氫-水(液)催化交換反 應(yīng)中單次交換率達(dá)到40%-60%，比現(xiàn)有技術(shù)提高25%; 3、催化劑抗P輻照性 強(qiáng)，在含氚重水中浸泡3個(gè)月，其放射性體積活度為L(zhǎng)SSXlO^Bq/USCi/L), 催化劑微粒表面的e輻射吸收計(jì)量為1Xl(^Gy量級(jí)，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明， e輻照對(duì)催化劑的活性基本上無(wú)影響；4、催化劑適用范圍廣，既適用于輕水 堆的含氚輕水提取純氚，又適用于重水堆的含氚重水提取純氚，也可用于核動(dòng) 力反應(yīng)堆的液體放射性流出物(核廢料)提取純氖，還可用于氫-水(液)雙 溫交換法生產(chǎn)重水。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
1.制備高分子多孔樹脂球
① 水相
在蒸餾瓶中加入1000ml水，然后再加l.Og聚乙烯醇，攪拌下加熱，溫度 為55°C，時(shí)間1小時(shí)，使聚乙烯醇溶解。
② 有機(jī)相
在燒杯中加入80g甲苯，然后加入0.96g偶氮二異丁腈，使引發(fā)劑溶解， 再加入112g 二氯乙烷和72g 二乙烯苯，攪拌使有機(jī)相充分混合。
③ 加料
控制水相溫度5(TC，在轉(zhuǎn)數(shù)為120轉(zhuǎn)/分鐘攪拌下，有機(jī)相于水面下緩慢 加料，4分鐘內(nèi)加料完畢。 聚合
加料完成后，升溫，由5(TC加熱至70。C，緩慢升溫，時(shí)間約1.5小時(shí)，保 持7(TC條件下，聚合14小時(shí)。然后將溫度升至80。C，時(shí)間3小時(shí)，以趕出致 孔劑。接著用不超過(guò)加熱溫度的熱水洗去聚乙烯醇，然后用丙酮浸泡20小時(shí)。 取出高分子多孔樹脂并放置30小時(shí)，再用丙酮淋洗至無(wú)致孔劑為止，烘干、 過(guò)篩，即得到不同規(guī)格的高分子樹脂多孔球體。
2. 催化劑制備
選取100g高分子多孔樹脂球(40目球體)加入500ml氯鉑酸乙醇溶液， 浸泡20小時(shí)，在約72'C條件下加熱烘干1小時(shí)，趕出乙醇。將溫度升到250 °C，用氫氣還原3小時(shí)，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻至室溫，得到疏水催化劑。
3. 催化劑物性數(shù)據(jù)
(1) 堆比重40目球體為0.263g/ml
(2) 比表面 400 m2/g
(3) 粒度20目 40目球體
(4) 活性組分總含量0.5 0.8%
(5) 耐熱程度230。C 28(TC 實(shí)施例2
1.制備高分子多孔樹脂球
① 水相
在蒸餾瓶中加入1000ml水，然后再加2.0g聚乙烯醇，攪拌下加熱，溫度 為45。C，時(shí)間2小時(shí)，使聚乙烯醇溶解。
② 有機(jī)相
在燒杯中加入80g甲苯，然后加入1.04g偶氮二異丁腈，使引發(fā)劑溶解， 再加入128g 二氯乙垸和88g 二乙烯苯，攪拌使有機(jī)相充分混合。
③ 加料
控制水相溫度5(TC，在轉(zhuǎn)數(shù)為200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌下，有機(jī)相于水面下緩慢 加料，2分鐘內(nèi)加料完畢。
④ 聚合
加料完成后，升溫，由50。C加熱至8(TC，緩慢升溫,時(shí)間約2小時(shí)，保持 8(TC條件下，聚合10小時(shí)。然后將溫度升至9(TC，時(shí)間1.5小時(shí)，以趕出致
孔劑。接著用熱水洗去聚乙烯醇，然后用丙酮浸泡30小時(shí)。取出高分子多孔 樹脂并放置20小時(shí)，再用丙酮淋洗至無(wú)致孔劑為止，烘干、過(guò)篩，即得到不
同規(guī)格的高分子樹脂多孔球體。 2.催化劑制備
選取100g高分子多孔樹脂球(40目球體)加入250ml氯鉑酸乙醇溶液， 浸泡30小時(shí)，在約68。C條件下加熱烘干2小時(shí)，趕出乙醇。將溫度升到200 'C，用氫氣還原1.5小時(shí)，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻至室溫，得到疏水催化劑。
權(quán)利要求
1、一種催化劑的制造方法，其特征在于(1)、制備高分子多孔樹脂球(a)在水中加入聚乙烯醇，水與聚乙烯醇的比例(重量比)為1∶0.001～0.002，將其攪拌加熱至45℃-55℃，時(shí)間1-2小時(shí)，混合后得到水相；(b)在甲苯中加入偶氮二異丁腈，溶解后再加入二氯乙烷和二乙烯苯，甲苯與偶氮二異丁腈、二氯乙烷、二乙烯苯比例(重量比)為1∶0.012～0.013∶1.4～1.6∶0.9～1.1，攪拌使其充分混合，作為有機(jī)相；(c)控制水相溫度45℃-55℃，在轉(zhuǎn)數(shù)為100-200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌下，將有機(jī)相于水面下緩慢加料；(d)加料完畢后，在1-2小時(shí)時(shí)間內(nèi)將溫度加熱至60℃-80℃，恒溫聚合10-14小時(shí)后，再將溫度升至80℃-90℃，時(shí)間1-3小時(shí)，趕出致孔劑甲苯、二氯乙烷，然后用不超過(guò)加熱溫度的熱水洗去聚乙烯醇，再用丙酮浸泡20-30小時(shí)，高分子多孔樹脂放置20-30小時(shí)后，再用丙酮淋洗至無(wú)致孔劑為止，經(jīng)過(guò)烘干、過(guò)篩，得到高分子多孔樹脂球，球徑即粒度要求20目～40目；(2)、制備催化劑將高分子多孔樹脂球加入到氯鉑酸乙醇溶液中，兩者之間的比例(重量比)為0.2～0.4∶1，浸泡20-30小時(shí)后，在68℃-72℃條件下加熱烘干，時(shí)間1～2小時(shí)，再將溫度升到200-250℃，用氫氣還原1.5-3小時(shí)，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻至室溫，得到催化劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氫-水(液)氫同位素交換催化劑的制造方法，其特征是先用聚乙烯醇水溶液為合成水相，以甲苯等有機(jī)溶劑為致孔劑，在引發(fā)劑偶氮二異丁腈的催化下實(shí)現(xiàn)二乙烯苯的本體聚合，而制得高分子多孔樹脂球，再將高分子多孔樹脂球按一定的比例加入到氯鉑酸乙醇溶液中浸泡，通過(guò)烘干、還原、冷卻制得疏水催化劑。本發(fā)明的特點(diǎn)是工藝重復(fù)性好，催化劑活性高，抗β輻照性強(qiáng)，適用范圍廣，既適用于輕水堆的含氚輕水提取純氚，又適用于重水堆的含氚重水提取純氚，也可用于核動(dòng)力反應(yīng)堆的液體放射性流出物(核廢料)提取純氚，還可用于氫-水(液)雙溫交換法生產(chǎn)重水。
文檔編號(hào)B01J32/00GK101108341SQ20061004727
公開日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2006年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月20日
發(fā)明者張敬坤, 徐經(jīng)宇 申請(qǐng)人:柯香文