專利名稱：含有陶瓷纖維的儲(chǔ)氨混合物多孔固體樣塊及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含有陶瓷纖維的儲(chǔ)氨混合物多孔固體樣塊及其制備方法，應(yīng)用于汽車尾氣后處理系統(tǒng)以及燃料電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
能源危機(jī)和環(huán)境污染是人類進(jìn)入二十一世紀(jì)必須面對(duì)的兩個(gè)非常棘手的問題，在傳統(tǒng)汽車的排放達(dá)標(biāo)的技術(shù)手段選擇方面，以及新能源汽車的燃料供給技術(shù)方面人們?nèi)匀幻媾R不少的難題。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車尾氣后處理系統(tǒng)是依靠尿素還原劑的精確供給并在催化劑的前 端分解成氨氣后來去除NOX危害物，達(dá)到凈化尾氣的目的，實(shí)現(xiàn)車輛的國4或以上的標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)標(biāo)。但是，在實(shí)際使用中，這種依靠尿素分解成氨氣的液體尿素的計(jì)量噴射存在許多不足和難點(diǎn)，例如，尿素溶液在-I I °C環(huán)境下結(jié)冰堵塞的問題，需要額外的管路加熱系統(tǒng)來解決。而對(duì)于突破能源困境，解決未來能源問題的新能源汽車發(fā)展問題，氫燃料電池汽車被公認(rèn)是一個(gè)極為重要的技術(shù)路線。但是，如何穩(wěn)定的獲得氫氣來源是個(gè)制約本領(lǐng)域發(fā)展的不小的難題。氨氣是一種含氫密度較高的一類氫前驅(qū)體，常溫下非?；顫?，極易擴(kuò)散，但不容易存儲(chǔ)。如果能夠解決好氨氣的儲(chǔ)存問題，就可以開辟一條新的氨氣利用的技術(shù)路線。在國家專利信息網(wǎng)，以“儲(chǔ)氨”為主題詞檢索，專利號(hào)為CN201120099229. 7的‘一種氣相法烏洛托品尾氣氨回收裝置’、專利號(hào)為CN201020677361. 7的‘用于冷庫機(jī)房的配氨連接機(jī)構(gòu)’、專利號(hào)為CN201020269811.9的‘復(fù)合功能型儲(chǔ)氨器’、專利號(hào)為CN200520057558. X的‘一種蒸氨裝置’、專利號(hào)為CN201010244091. 5的‘用于對(duì)SCR催化劑的工作進(jìn)行檢驗(yàn)的方法和系統(tǒng)’、專利號(hào)為CN200880104697. X的‘SCR排氣后處理系統(tǒng)的運(yùn)行方法及診斷方法’專利號(hào)為CN200910197860. 8的‘一種高效低溫儲(chǔ)氨材料的制備方法’、CN200710156866. I的‘一種氨基絡(luò)合物及其制備方法和用途’等8個(gè)專利均與本發(fā)明所提及的金屬鹽固體混合物無關(guān)。專利號(hào)為CN200680005886. 2的‘氨的高密度存儲(chǔ)’專利包含氨吸收/解吸固體材料，該材料容易制備和處理并可以極高密度的存儲(chǔ)氨，并且氨在受控條件下容易釋放。但是，該專利是采用固體料直接模壓成型，采用粘結(jié)劑，僅僅聲明了可能是二氧化硅纖維粘結(jié)齊U，并沒有加量比例，其它權(quán)利要求項(xiàng)和實(shí)施例中的也僅僅聲明固體材料可能包括顆粒材料、多孔材料、晶體材料、無定形材料或它們的結(jié)合物組成，沒有明確權(quán)利要求細(xì)項(xiàng)，本行業(yè)技術(shù)人士幾乎無法實(shí)施。眾所周知，陶瓷纖維是一種纖維狀輕質(zhì)耐火材料，具有重量輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低、比熱小及耐機(jī)械震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，因而在機(jī)械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、電子等行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)材料相比，陶瓷纖維是一種纖維狀輕質(zhì)絕熱材料，具有重量輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低、比熱容小及耐機(jī)械震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品具有以下優(yōu)勢(shì)
體積密度低采用陶瓷纖維可大大減輕材料結(jié)構(gòu)負(fù)荷，延長材料使用壽命；熱容量低有效地減少了基體材料操作控制中的能源損耗量；低導(dǎo)熱率絕熱效果顯著；抗熱震及機(jī)械震動(dòng)性能優(yōu)良纖維對(duì)劇烈的溫度波動(dòng)和機(jī)械震動(dòng)具有特別優(yōu)良的抵抗性能；化學(xué)性能穩(wěn)定陶瓷纖維屬中性偏酸性材料，除與強(qiáng)酸堿反應(yīng)外，不被其他弱酸、堿及水、油、蒸汽侵蝕，與鉛、鋁、銅不浸潤；適用范圍廣國內(nèi)陶瓷纖維已在電力、冶金、石油、化工、電子、船舶、交通運(yùn)輸、房屋建筑及一些輕工業(yè)部門得到廣泛的應(yīng)用，并用于宇航及原子能等尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。鑒于此，本發(fā)明將依托具有較好吸附能力的氯化鍶粉末，在某些特定條件下可以進(jìn)行氨氣的吸附和解吸的原理，制備出一種可以存儲(chǔ)氨氣的活性混合物多孔固體樣塊。而且，該混合物多孔固體樣塊中還添加了有一定量的陶瓷纖維，陶瓷纖維的添加降低了混合物樣塊整體的重量，提高混合物固體樣塊熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，延長其使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種含有陶瓷纖維的儲(chǔ)氨混合物多孔固體樣塊及其制備方法，其制備儲(chǔ)氨活性混合物多孔固體樣塊具有超強(qiáng)的吸附能力，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度較高，在制備儲(chǔ)氨活性混合物固體樣塊的過程中，還添加了適量的工業(yè)用粘土，由于粘土礦物用水濕潤后具有可塑性，在較小壓力下可以變形并能長久保持原狀，比表面積大，顆粒上帶有負(fù)電性，有很好的物理吸附性和表面化學(xué)活性，可以進(jìn)一步改善混合物多孔固體樣塊干燥后的粘度及吸附能力。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的含有陶瓷纖維的儲(chǔ)氨混合物多孔固體樣塊，由無水氯化鍶、陶瓷纖維和工業(yè)用粘土混合而成，其特征在于其制備方法，具體步驟如下按重量百分比，將工業(yè)無水氯化鍶鹽粉末54 80wt%、陶瓷纖維6 15wt%、工業(yè)用粘土 4 12wt%、去離子水3 20wt%和工業(yè)酒精3 8wt%，通過攪拌機(jī)攪拌均勻，混合時(shí)間為f 10h，形成半干性的混合粉體；該粉體添加到一可敞開式的密閉容器內(nèi)進(jìn)行機(jī)械振蕩3(T60min，再在65 80°C，真空度為I KT1Kpa的條件下干燥I 4h，或在7(Γ 00 的溫度下干燥2 4h。本發(fā)明的積極效果是其制備儲(chǔ)氨活性混合物多孔固體樣塊具有超強(qiáng)的吸附能力，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度較高，在制備儲(chǔ)氨活性混合物固體樣塊的過程中，還添加了適量的工業(yè)用粘土，由于粘土礦物用水濕潤后具有可塑性，在較小壓力下可以變形并能長久保持原狀，比表面積大，顆粒上帶有負(fù)電性，有很好的物理吸附性和表面化學(xué)活性，可以進(jìn)一步改善混合物多孔固體樣塊干燥后的粘度及吸附能力，所制備的混合物多孔固體樣塊是集中使用，滿足大容量氨氣的儲(chǔ)存和釋放的使用要求。


圖I為本發(fā)明的混合物多孔固體樣塊吸附氨氣后的熱失重曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
實(shí)施例I
將54wt%的工業(yè)無水氯化銀鹽粉末、6wt%的陶瓷纖維、12wt%工業(yè)用粘土、20wt%的去離子水和8wt%的工業(yè)酒精組成混合物，通過攪拌機(jī)攪拌均勻，混合時(shí)間為lh，形成半干性的混合粉體；該粉體添加到一可敞開式的密閉容器內(nèi)進(jìn)行機(jī)械振蕩30min，再在80°C，真空度為IKpa的條件下干燥lh，即可得含有8wt%陶瓷纖維的儲(chǔ)氨活性混合物多孔固體樣塊。將IOg多孔固體樣塊進(jìn)行充氨，在自然通風(fēng)的環(huán)境下進(jìn)行，事先將可敞開式的密閉容器放入一個(gè)水量足夠大的冷卻水的水槽中，連接氨鋼瓶，通過減壓閥和干燥系統(tǒng)，在O. IMpa的壓力范圍內(nèi)緩緩的進(jìn)行充氨,充氨時(shí)間為3h ;充氨后該樣塊質(zhì)量為13. 8g,即吸附氨氣3. Sg。然后再將樣塊在350°C下進(jìn)行加熱處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加熱后樣塊質(zhì)量變?yōu)?0. 5g，即釋放了氨氣3. 3g，解吸效率為87%。該多孔樣塊吸附氨氣后的失重曲線如圖I所示，從圖中可以看出，混合物多孔固體樣塊吸附氨氣重量百分比約為24wt%。實(shí)施例2 將80wt%的工業(yè)無水氯化銀鹽粉末、10wt%的陶瓷纖維、4wt%工業(yè)用粘土、3wt%的去離子水和3wt%的工業(yè)酒精組成混合物，通過攪拌機(jī)攪拌均勻，混合時(shí)間為5h形成半干性的混合粉體；該粉體添加到一可敞開式的密閉容器內(nèi)進(jìn)行機(jī)械振蕩40min，再在60°C，真空度為KT1Kpa的條件下干燥4h，即可得含有10. 6wt%陶瓷纖維的儲(chǔ)氨活性混合物多孔固體樣塊。將IOg多孔固體樣塊進(jìn)行充氨，在自然通風(fēng)的環(huán)境下進(jìn)行，事先將可敞開式的密閉容器放入一個(gè)水量足夠大的冷卻水的水槽中，連接氨鋼瓶，通過減壓閥和干燥系統(tǒng)，在O. IMpa的壓力范圍內(nèi)緩緩的進(jìn)行充氨，充氨時(shí)間為4h ;充氨后該樣塊質(zhì)量為14. 2g，即吸附氨氣4. 2g。然后再將樣塊在350°C下進(jìn)行加熱處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加熱后樣塊質(zhì)量變?yōu)閘lg，即釋放了氨氣3. 2g，解吸效率為76%。實(shí)施例3
將70wt%的工業(yè)無水氯化銀鹽粉末、15wt%的陶瓷纖維、5wt%工業(yè)用粘土、5wt%的去離子水和5wt%的工業(yè)酒精組成混合物，通過攪拌機(jī)攪拌均勻，混合時(shí)間為IOh形成半干性的混合粉體；該粉體添加到一可敞開式的密閉容器內(nèi)進(jìn)行機(jī)械振蕩60min，再在100°C的溫度下干燥4h即可得含有16. 7wt%陶瓷纖維的儲(chǔ)氨活性混合物多孔固體樣塊。將IOg多孔固體樣塊進(jìn)行充氨，在自然通風(fēng)的環(huán)境下進(jìn)行，事先將可敞開式的密閉容器放入一個(gè)水量足夠大的冷卻水的水槽中，連接氨鋼瓶，通過減壓閥和干燥系統(tǒng)，在
O.2Mpa的壓力范圍內(nèi)緩緩的進(jìn)行充氨，充氨時(shí)間為3h ;充氨后該樣塊質(zhì)量為14g,即吸附氨氣4g。然后再將樣塊在350°C下進(jìn)行加熱處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加熱后樣塊質(zhì)量變?yōu)?0. 2g，即釋放了氨氣3. 8g，解吸效率為95%。
權(quán)利要求
1.含有陶瓷纖維的儲(chǔ)氨混合物多孔固體樣塊，由無水氯化鍶、陶瓷纖維和工業(yè)用粘土混合而成，其特征在于其制備方法，具體步驟如下按重量百分比，將工業(yè)無水氯化鍶鹽粉末54 80wt%、陶瓷纖維6 15wt%、工業(yè)用粘土 4 12wt%、去離子水3 20wt%和工業(yè)酒精3"8wt%,通過攪拌機(jī)攪拌均勻，混合時(shí)間為f 10h，形成半干性的混合粉體；該粉體添加到一可敞開式的密閉容器內(nèi)進(jìn)行機(jī)械振蕩3(T60min，再在65 80°C，真空度為I^T1Kpa的條件下干燥I 4h，或在7(TlO(rC的溫度下干燥2 4h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含有陶瓷纖維的儲(chǔ)氨混合物多孔固體樣塊，由無水氯化鍶、陶瓷纖維和工業(yè)用粘土混合而成，其特征在于其制備方法，具體步驟如下將工業(yè)無水氯化鍶鹽粉末、陶瓷纖維、工業(yè)用粘土、去離子水和工業(yè)酒精，通過攪拌機(jī)攪拌均勻，形成半干性的混合粉體；該粉體添加到一可敞開式的密閉容器內(nèi)進(jìn)行機(jī)械振蕩，干燥，其制備儲(chǔ)氨活性混合物多孔固體樣塊具有超強(qiáng)的吸附能力，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度較高，在制備儲(chǔ)氨活性混合物固體樣塊的過程中，還添加了適量的工業(yè)用粘土，由于粘土礦物用水濕潤后具有可塑性，在較小壓力下可以變形并能長久保持原狀，比表面積大，顆粒上帶有負(fù)電性，有很好的物理吸附性和表面化學(xué)活性，可以進(jìn)一步改善混合物多孔固體樣塊干燥后的粘度及吸附能力。
文檔編號(hào)B01J20/30GK102728309SQ20121023883
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者于力娜, 姜濤, 安宇鵬, 崔龍, 張克金, 王丹, 王金星, 許德超 申請(qǐng)人:中國第一汽車股份有限公司