一种微孔炭的制备方法技术

技术编号:1407583 阅读:160 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及微孔炭材料,该炭材料可应用于分子吸附、变压吸附分离、膜分离等领域。本发明专利技术提供了一种利用酚醛树脂为原料,通过成型、干燥和炭化制备微孔炭材料的方法。通过控制酚醛树脂的结构,控制微孔炭材料的孔结构,以满足不同应用领域对孔结构的要求。

【技术实现步骤摘要】
专利
本专利技术涉及含有微孔的多孔炭材料,该材料可用作分子吸附剂、变压吸附吸附剂、分离 膜材料、催化剂及载体等。提出。
技术介绍
目前的微孔炭一般用高含碳物质为原料,如煤、坚果壳、高分子材料等,采用炭化法或 活化法制备,利用炭沉积等方法对孔进一步修饰。孔结构的可调控性较差。采用新型的调孔 技术制备微孔炭材料可以满足不同的应用要求,提高工艺的可操作性。本专利技术提供一种利用 酚醛树脂为原料制备微孔炭的方法,可以通过调控原料性质有效调控孔结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制备微孔炭材料的方法,并能够通过简单的方式实现孔结构的 调控,以满足不同的用途。实施本专利技术的构思基于酚醛树脂具有较高的碳化收率,并且已经成功应用于炭材料的 制备,是制备炭材料的理想原料之一,微孔结构的形成除了和炭化过程相关外还决定于前驱 体结构,利用控制前驱体结构,实现对微孔炭材料孔结构的控制。本专利技术是利用通过精制酚 醛树脂,得到不同分子量的酚醛树脂,利用原料分子量的不同,得到不同孔结构的微孔炭。实施本专利技术的具体方法是将酚和醛配成水溶液,酚醛摩尔比=1: 0.7-2,加入少量 添加剂(盐酸、乙酸或氨水等),加热至70-95度,恒温反应0.1-3小时,然后进行水蒸汽蒸馏,除去游离酚,对除酚后的树脂进行沉淀分级或色谱分级精制,获得不同分子量的精制树 脂,利用精制后的树脂进行成型,然后干燥、炭化、冷却得到微孔炭。下面以具体实施例对本专利技术实施方法作进一步说明实施例l:采用平均分子量为11500的酚醛树脂为原料,将其溶于乙醇制成均匀的溶液, 加入6%%的六亚甲基四胺,将溶液涂覆在不锈钢支撑体上,自然干燥后以每分钟0.5度的 升温速度,升温至800度,恒温1小时,自然冷却至室温,所得微孔炭的氮吸附孔直径为10. 4A。实施例2:采用平均分子量为2000的酚醛树脂为原料,将其溶于乙醇制成均勾的溶液, 加入6%的六亚甲基四胺,将溶液涂覆在不锈钢支撑体上,自然干燥后以每分钟0.5度的升温 速度,升温至800度,恒温1小时,自然冷却至室温,所得微孔炭的氮吸附孔直径为7.2A。实施例3 :釆用平均分子量为460的酚醛树脂为原料,将其溶于乙醇制成均匀的溶液,入6%%的六亚甲基四胺,将溶液涂覆在不锈钢支撑体上,自然干燥后以每分钟0.5度的升速 度,升温至800度,恒温1小时,自然冷却至室温,所得微孔炭的氮吸附孔直径为6. 2A。权利要求1. 一种利用酚醛树脂制备微孔炭的方法,其由下述步骤组成a)将酚醛树脂成型;b)将成型物干燥;c)将干燥后的成型物固化;d)将固化后的成型物炭化;和e)冷却。2. 根据权利要求1的方法,其中酚醛树脂由酚和醛和添加剂制成。3. 根据权利要求1或2的方法,其中a) 酚选自下述的l种或几种苯酚,邻甲苯酚,间甲苯酚,对甲苯酚,二甲酚,p-叔丁基苯酚,p-叔辛基苯酚,p-叔戊 基苯酚,p-仲丁基苯酚,p-环己基苯酚,p-壬基苯酚,p-苄基苯酚,双酚A,间苯二酚和 粗酚。b) 醛选自下述的l种或几种甲醛,多聚甲醛,三聚甲醛,糠醛,乙醛和三聚乙醛。 C)添加剂选自下述的1种或几种氨水,盐酸,乙酸,碳酸钠,氢氧化钠,苯胺,六次甲基四胺和三聚氰胺。4. 根据权利要求1或2的方法,其中酚醛树脂制备由下述步骤组成a) 将酚和醛及添加剂制成水溶液;b) 将水溶液加热到50-100'C聚合;和c) 将聚合物精制。5. 根据权利要求1或4的方法,其中精制选自下属方法的l种或几种a) 将酚醛树脂用水蒸汽蒸馏除去游离酚;b) 将酚醛树脂溶于溶剂,加入沉淀剂,搅拌均匀,沉淀,分级;c) 将酚醛树脂溶于溶剂,利用色谱分级。6. 根据权利要求1的方法,其中用模压法、挤出法、溶液涂覆法或流延法成型。7. 根据权利要求l的方法,其中干燥条件为自然干燥或加热干燥。8. 根据权利要求l的方法,其中固化条件为固化温度50-20(TC,固化时间1-300分钟。9. 根据权利要求l的方法,其中炭化条件为炭化温度400-2000'C,升温速度O.Ol-50'C /分钟。10.根据权利要求l的方法,其中冷却为自然冷却或程序控温冷却。全文摘要本专利技术涉及微孔炭材料,该炭材料可应用于分子吸附、变压吸附分离、膜分离等领域。本专利技术提供了一种利用酚醛树脂为原料,通过成型、干燥和炭化制备微孔炭材料的方法。通过控制酚醛树脂的结构,控制微孔炭材料的孔结构,以满足不同应用领域对孔结构的要求。文档编号C01B31/00GK101234759SQ200710002588公开日2008年8月6日 申请日期2007年1月29日 优先权日2007年1月29日专利技术者秦国彤, 董成旭, 微 魏 申请人:北京航空航天大学;北京联合大学应用文理学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用酚醛树脂制备微孔炭的方法,其由下述步骤组成:    a)将酚醛树脂成型;    b)将成型物干燥;    c)将干燥后的成型物固化;    d)将固化后的成型物炭化;和    e)冷却。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:秦国彤董成旭魏微
申请(专利权)人:北京航空航天大学北京联合大学应用文理学院
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]

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