專利名稱：去除超純氨中金屬離子的碳納米管和分子篩復(fù)合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體生產(chǎn)中去除雜質(zhì)的組合物的制備方法，特別涉及一種去除超純氨中金屬離子的復(fù)合物的制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，我國的LED技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展。隨著半導(dǎo)體發(fā)光器件(LED)等光電子產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，市場對電子氣體的純度提出了更高要求。所以極大推動了上游關(guān)鍵配套材料超純氣的提純研究。7N電子級超純氨是一種非常重要的新型光電子材料，也是MOCVD技術(shù)制備GaN的重要基礎(chǔ)材料。在生產(chǎn)制造發(fā)光二極管(LED)、平板顯示器(FPD)、半導(dǎo)體和晶硅太陽能電池片過程中，都需要用到大量的超純氨，尤其是LED芯片在生長時，所用的氨的純度越高， 制備的藍(lán)光LED功耗越小，發(fā)光強(qiáng)度越大，使用壽命越長。所以說7N電子級超純氨是LED晶體制造領(lǐng)域重要的上游關(guān)鍵配套材料，是產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展中的一個重要環(huán)節(jié)。LED生產(chǎn)中用到的氮化鎵是半導(dǎo)體材料，有η型P型兩種，所以在生產(chǎn)過程中，要對原料中的金屬離子嚴(yán)格控制。但是，目前國內(nèi)外對超純氨中金屬離子去除的純化工藝，主要是利用氨氣的理化性質(zhì)采用多步逐級純化、包括汽化、冷凝、吸附、精餾、終端純化、冷凍等技術(shù)提純氨氣。但是這些超純氨的純化工藝通常對水分和Η2、02、N2, CH4, CO、CO2等輕組分雜質(zhì)有較好的效果，而對金屬離子去除不理想。碳納米管作為相對較新的吸附劑，碳納米管已被證明具有從廢水中去除金屬離子的巨大潛力如鉛、鎘、鉻、銅和鎳等等。碳納米管可以通過靜電吸引，吸附沉淀以及金屬離子與碳納米管的表面官能團(tuán)的化學(xué)作用，來吸附金屬離子。但是碳納米管不能直接放置于超純氨中，這樣雖然能去除金屬離子，但去除后碳納米管就不能和超純氨分離，會對超純氨造成新的污染。所以碳納米管要附著在其他材料上進(jìn)行工作，而在超純氨的純化工藝中本身就有用到分子篩，所以把碳納米管附著在其上面就可以起到去除金屬離子的作用，并不會對超純氨造成二次污染，還可以節(jié)省新增加附著材料的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服背景技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種能有效去除超純氨中的金屬離子的碳納米管和分子篩的復(fù)合物及其使用方法，
本發(fā)明的發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種去除超純氨中金屬離子的碳納米管和分子篩復(fù)合物的制備方法，該方法包括如下步驟
I)采用浸潰法制備負(fù)載Fe的介孔分子篩，配置10%-30%的Fe (NO3) 3溶液，使其充分溶解，再加入分子篩；該浸潰法在如下出版物有詳細(xì)介紹“納米材料制備技術(shù)，王世敏，許祖勛，傅晶等?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，北京，2001?！睂⑸鲜龌旌衔镏糜诳諝庵徐o置5-12 h，待鐵離子負(fù)載到介孔分子篩上后，倒去溶液；
2)將剩余物于100-120°C下烘干得到Fe/介孔分子篩；
3)將Fe/介孔分子篩均勻平鋪在化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔室內(nèi)，反應(yīng)腔室外有電阻爐加執(zhí).
4)然后封閉反應(yīng)腔室，在1000-3000mL/ min流量的保護(hù)氣的保護(hù)下開始升溫，溫度升至200-600°C時，以30 -300mL/ min的流量通入氫氣；
5)I小時后關(guān)掉氫氣氣源，以30 -300mL/ min的流量通入C2H2碳源，在溫度600-800°C下反應(yīng)O. 5小時，反應(yīng)結(jié)束后關(guān)掉C2H2氣源；
6)使反應(yīng)系統(tǒng)在保護(hù)氣中冷卻至室溫，取出介孔分子篩，即可得到碳納米管/介孔分子篩復(fù)合物。所述步驟4)和6)中的保護(hù)氣為氬氣或氮?dú)饣虬睔庵械囊环N或其組合物。最終得到的復(fù)合物填置于超純氨預(yù)純化階段的干燥器內(nèi)，代替原來的普通除水除氧的分子篩。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述的復(fù)合物中的碳納米管生長在介孔分子篩的表面和孔洞里面，結(jié)合牢固，并具有優(yōu)良的金屬離子吸附性能。這種制備方法具有工藝簡單，容易更換，得到的復(fù)合物具有較好的金屬離子吸附性能，并具有傳統(tǒng)的除水除氧功能。


圖I為本發(fā)明的制備流程 圖2為碳納米管和分子篩復(fù)合物生長示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的制備流程如圖I所示，下面通過2個實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。分子篩上存在很多孔洞，有垂直表面的A，有傾斜于表面的B，還有彎曲形狀的C，在這些孔洞內(nèi)部Fe離子會先進(jìn)行沉積，然后碳納米管會在這些孔洞內(nèi)部進(jìn)行生長，最后形成碳納米管/介孔分子篩復(fù)合物。實(shí)施例I :
1)采用浸潰法制備負(fù)載Fe的介孔分子篩，配置10%的Fe(NO3)3溶液，使其充分溶解，再加入分子篩；
2)將上述混合物置于空氣中靜置6h，待鐵離子負(fù)載到介孔分子篩上后，倒去溶液；
3)將剩余物于100°C下烘干得到Fe/介孔分子篩；
4)將Fe/介孔分子篩均勻平鋪在化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔室內(nèi)，反應(yīng)腔室外有電阻爐加執(zhí).
5)然后封閉反應(yīng)腔室，在IOOOmL/min流量的Ar的保護(hù)下開始升溫，溫度升至200°C時，以30mL/ min的流量通入氫氣；
6)I h后關(guān)掉氫氣氣源，以30mL/ min的流量通入C2H2碳源，在溫度600°C下反應(yīng)O.5 h，反應(yīng)結(jié)束后關(guān)掉C2H2氣源；7)使反應(yīng)系統(tǒng)在Ar氣氛中冷卻至室溫，取出介孔分子篩，即可得到碳納米管/介孔分子篩復(fù)合物；
8)把此復(fù)合物填置于超純氨預(yù)純化階段的干燥器內(nèi)，代替原來的普通除水除氧的分子篩。
實(shí)施例2
1)采用浸潰法制備負(fù)載Fe的介孔分子篩，配置30%的Fe(NO3)3溶液，使其充分溶解，再加入分子篩；
2)將上述混合物置于空氣中靜置10h，待鐵離子負(fù)載到介孔分子篩上后，倒去溶液；
3)將剩余物于120°C下烘干得到Fe/介孔分子篩；
4)將Fe/介孔分子篩均勻平鋪在化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔室內(nèi)，反應(yīng)腔室外有電阻爐加執(zhí).
5)然后封閉反應(yīng)腔室，在2000mL/min流量的Ar的保護(hù)下開始升溫，溫度升至300°C時，以IOOmL/ min的流量通入氫氣；
6)I h后關(guān)掉氫氣氣源，以IOOmL/ min的流量通入C2H2碳源，在溫度700°C下反應(yīng)O.
5h，反應(yīng)結(jié)束后關(guān)掉C2H2氣源；
7)使反應(yīng)系統(tǒng)在Ar氣氛中冷卻至室溫，取出介孔分子篩，即可得到碳納米管/介孔分子篩復(fù)合物；
8)把此復(fù)合物填置于超純氨預(yù)純化階段的干燥器內(nèi)，代替原來的普通除水除氧的分子篩。
權(quán)利要求
1.一種去除超純氨中金屬離子的碳納米管和分子篩復(fù)合物的制備方法，其特征是該方法包括如下步驟 1)采用浸潰法制備負(fù)載Fe的介孔分子篩，配置10%-30%的Fe(NO3) 3溶液，使其充分溶解，再加入分子篩；2)將上述混合物置于空氣中靜置5-12h，待鐵離子負(fù)載到介孔分子篩上后，倒去溶液； 3)將剩余物于100-120°C下烘干得到Fe/介孔分子篩； 4)將Fe/介孔分子篩均勻平鋪在化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔室內(nèi)，反應(yīng)腔室外有電阻爐加執(zhí). 5)然后封閉反應(yīng)腔室，在1000-3000mL/ min流量的的保護(hù)氣的保護(hù)下開始升溫，溫度升至200-600°C時，以30 -300mL/ min的流量通入氫氣； 6)I小時后關(guān)掉氫氣氣源，以30 -300mL/ min的流量通入C2H2碳源，在溫度600-800°C下反應(yīng)0. 5小時，反應(yīng)結(jié)束后關(guān)掉C2H2氣源； 7)使反應(yīng)系統(tǒng)在保護(hù)氣中冷卻至室溫，取出介孔分子篩，即可得到碳納米管/介孔分子篩復(fù)合物。
2.如權(quán)利要求I所述的去除超純氨中金屬離子的碳納米管和分子篩復(fù)合物的制備方法，其特征是所述步驟5)和7)中的保護(hù)氣為氬氣或氮?dú)饣虬睔庵械囊环N或其組合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除超純氨中金屬離子的碳納米管和分子篩復(fù)合物的制備方法，該復(fù)合物由化學(xué)氣相沉積法制備，該制備方法是在介孔分子篩上通過化學(xué)氣相沉積法制備碳納米管，該碳納米管生長在介孔分子篩的表面和孔洞里面，結(jié)合牢固，并具有優(yōu)良的金屬離子吸附性能。這種制備方法具有工藝簡單，容易更換，得到的復(fù)合物具有較好的金屬離子吸附性能，并具有傳統(tǒng)的除水除氧功能。
文檔編號B01J20/30GK102806068SQ20121028967
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月15日
發(fā)明者金向華, 孫猛, 李荷慶 申請人:蘇州金宏氣體股份有限公司