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一種高性能碳納米材料吸附劑及其制備與應用的制作方法

文檔序號:12619112閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種高性能碳納米材料吸附劑,其特征在于,由碳納米材料與粘接劑組成,碳納米材料的質量分數(shù)為80-97%,吸附劑的比表面積為800-2200m2/g,其微孔、介孔與大孔的孔容占比為(1~3):(1~6):(1~10)。

2.根據(jù)權利要求1所述高性能碳納米材料吸附劑,其特征在于,所述碳納米材料為少壁碳納米管與薄層石墨烯中的一種或多種,其原生結構為化學氣相沉積過程中直接制備的碳納米材料與無機化合物載體的復合物。

3.根據(jù)權利要求2所述高性能碳納米材料吸附劑,其特征在于,所述少壁碳納米管的壁層數(shù)為1-3層,所述薄層石墨烯的層數(shù)為1-3層。

4.權利要求1所述高性能碳納米材料吸附劑的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:

(a)將以無機化合物為載體的催化劑置于反應器中,在800-1000℃下通碳源0.3-4小時,生成碳納米材料與無機化合物載體的復合物,然后停止加熱,停止通碳源,改通氮氣或氬氣,降溫至室溫;

(b)將所得復合物與粘接劑在20-100℃下混合0.1-2小時,然后加入到成型機器中,在20-300℃下成型;

(c)用水、酸或堿去除步驟(b)所得產(chǎn)品中的無機化合物載體,過濾后,用去離子水洗滌至中性,在100-150℃干燥1-20小時后,得到最終產(chǎn)品。

5.根據(jù)權利要求4所述高性能碳納米材料吸附劑的制備方法,其特征在于,所述步驟(a)以無機化合物為載體的催化劑中,無機化合物載體為氧化鎂、碳酸鎂、堿式碳酸鎂、氫氧化鎂、氧化鈣、氧化硅、氧化鋁、氫氧化鈣、氯化鈉、碳酸鈉以及碳酸鉀中的一種或多種,當為多種時,比例任意。

6.根據(jù)權利要求4所述高性能碳納米材料吸附劑的制備方法,其特征在于,所述步驟(a)中,所用碳源為C1-C6烴或醇、C3-C6酮、C2-C6醚、C2-C6酯、CO以及CO2中的一種或多種,當為多種時,比例任意。

7.根據(jù)權利要求4所述高性能碳納米材料吸附劑的制備方法,其特征在于,所述步驟(b)中,所用粘接劑為無機類粘接劑或有機類粘接劑,復合物與粘接劑的質量比為(8~20):(1~2)。

8.根據(jù)權利要求7所述高性能碳納米材料吸附劑的制備方法,其特征在于,所述無機類粘接劑為硅溶膠或鋁溶膠,所述有機類粘接劑為PVDF、環(huán)氧樹酯或PTFE。

9.權利要求1所述高性能碳納米材料吸附劑用于吸附流體中低濃度非極性有機物的用途。

10.根據(jù)權利要求9所述用途,其特征在于,所述流體為液體或氣體,非極性有機物含量為4-300PPm,在25-100℃下0.1-1小時內(nèi)一次性通過裝有該吸附劑的床層,吸附后非極性有機物的含量降到3PPm以下。

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