混合式高介孔比核壳结构多相镍负载活性炭制造技术

本发明专利技术涉及活性炭材料领域，尤其是混合式高介孔比核壳结构多相镍负载活性炭。所述活性炭材料的各种原料的重量份数为：聚(4

【技术实现步骤摘要】
混合式高介孔比核壳结构多相镍负载活性炭


[0001]本专利技术涉及活性炭材料领域，尤其是混合式高介孔比核壳结构多相镍负载活性炭。

技术介绍

[0002]随着化石燃料的逐渐减少和环境危机的加剧，通过电化学析氢制备清洁的氢气成为替代化石能源的重要选择。当前，小型商业催化剂材料主要是贵金属基材料，例如Pt基材料。由于贵金属的稀缺和高成本限制了大规模的商业使用。目前急需寻找一种成本低廉的金属催化剂替代贵金属催化剂，降低成本，从而能够实现大规模商业生产。但是纯金属催化剂普遍存在金属颗粒分散性差，导致催化活性低，而负载型催化剂能够很好的解决这一问题。但是载体的选择要求较高，需要具有以下性质：导电性优良，耐腐蚀性好，能够有效提升催化剂分散情况等。
[0003]碳元素地球储量丰富，碳的化合物存在sp2杂化，sp3杂化，sp2与sp3杂化等多种形式。活性炭是由C＝C键的sp2杂化与C
‑
C键的sp3杂化结构共存，可以构成空间骨架形式，表面积和孔体积与碳结构有直接关系，因此活性炭材料的制备直接影响活性炭的物理化学特性。活性炭多孔材料因为具有较大的比表面积，能够很好的分散金属催化剂，增大催化剂活性位点的暴露，提升催化效率；活性炭材料本身稳定，作为催化剂载体更能够有效的评估金属催化剂的本征活性。活性炭的碳源来源广泛，以碳元素为主的生物质、石油加工品等均可以通过热解制备出活性炭。生物质活性炭由于其成分复杂，原料预处理难度大，难以制备出性能稳定高效的活性炭催化剂，石油加工品制备活性炭对环境污染严重。介于以上所述的现有活性炭的缺点，作为活性炭负载型催化剂材料并不理想。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中描述的技术问题，本专利技术提供了一种混合式高介孔比核壳结构多相镍负载活性炭，本申请因为具有较大的比表面积，能够很好的分散金属催化剂，增大催化剂活性位点的暴露，提升催化效率；活性炭材料本身稳定，作为催化剂载体更能够有效的评估金属催化剂的本征活性。活性炭的碳源来源广泛，以碳元素为主的生物质、石油加工品等均可以通过热解制备出活性炭。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种混合式高介孔比核壳结构多相镍负载活性炭，所述活性炭的各种原料的重量份数为：
[0007]聚(4
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苯乙烯磺酸
‑
共聚
‑
马来酸)钠盐20
‑
40份、氯化镍溶液0.2
‑
4份、碱性沉淀剂20
‑
80份、水50份、氢氧化钠固体25
‑
50份。
[0008]具体地，所述聚(4
‑
苯乙烯磺酸
‑
共聚
‑
马来酸)钠盐30
‑
40份、氯化镍溶液0.3
‑
4份、碱性沉淀剂50
‑
80份、水50份、氢氧化钠固体25
‑
50份。
[0009]具体地，所述氯化镍溶液浓度为130g/L。
[0010]具体地，所述碱性沉淀剂浓度为525g/L或1440g/L。
[0011]具体地，所述碱性沉淀剂为NH4OH溶液或碳酸铵溶液。
[0012]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种混合式高介孔比核壳结构多相镍负载活性炭，本申请因为具有较大的比表面积，能够很好的分散金属催化剂，增大催化剂活性位点的暴露，提升催化效率；活性炭材料本身稳定，作为催化剂载体更能够有效的评估金属催化剂的本征活性。活性炭的碳源来源广泛，以碳元素为主的生物质、石油加工品等均可以通过热解制备出活性炭。
具体实施方式
[0013]实施例一：
[0014]a.将20份聚(4
‑
苯乙烯磺酸
‑
共聚
‑
马来酸)钠盐、0.2份氯化镍溶液、20份NH4OH溶液放入200摄氏度的油浴锅中油浴2小时后取出烘干，得到前驱体I。氯化镍溶液浓度为130g/L、NH4OH溶液浓度为525g/L。
[0015]b.将前驱体I置于管式炉中，在800摄氏度的氮气气氛下热解40分钟，得到并取出前驱体II；氮气的流量为300mL/min；管式炉的加热速率为50℃/min。
[0016]c.将前驱体II分散到50份水中，之后加入25份氢氧化钠固体，搅拌36小时后过滤烘干得到产品。
[0017]d.最后将产品洗涤至呈现中性，取出烘干后得到该活性炭。
[0018]混合式高介孔比核壳结构多相镍负载活性炭的比表面积为1212(m2/g
‑1)，总孔容积为0.92(cm3/g
‑1)，微孔孔容为0.40(cm3/g
‑1)，中孔孔容在总孔孔容中的占比为0.57，平均孔径为3.04(nm)。
[0019]实施例二：
[0020]a.将40份聚(4
‑
苯乙烯磺酸
‑
共聚
‑
马来酸)钠盐、4份氯化镍溶液、80份NH4OH溶液放入200摄氏度的油浴锅中油浴2小时后取出烘干，得到前驱体I。氯化镍溶液浓度为130g/L、NH4OH溶液浓度为525g/L。
[0021]b.将前驱体I置于管式炉中，在800摄氏度的氮气气氛下热解40分钟，得到并取出前驱体II；氮气的流量为300mL/min；管式炉的加热速率为50℃/min。
[0022]c.将前驱体II分散到50份水中，之后加入50份氢氧化钠固体，搅拌36小时后过滤烘干得到产品。
[0023]d.最后将产品洗涤至呈现中性，取出烘干后得到该活性炭。
[0024]混合式高介孔比核壳结构多相镍负载活性炭的比表面积为1210(m2/g
‑1)，总孔容积为0.89(cm3/g
‑1)，微孔孔容为0.41(cm3/g
‑1)，中孔孔容在总孔孔容中的占比为0.55，平均孔径为3.02(nm)。
[0025]实施例三：
[0026]a.将30份聚(4
‑
苯乙烯磺酸
‑
共聚
‑
马来酸)钠盐、0.3份氯化镍溶液、50份NH4OH溶液放入200摄氏度的油浴锅中油浴2小时后取出烘干，得到前驱体I。氯化镍溶液浓度为130g/L、NH4OH溶液浓度为525g/L。
[0027]b.将前驱体I置于管式炉中，在800摄氏度的氮气气氛下热解40分钟，得到并取出前驱体II；氮气的流量为300mL/min；管式炉的加热速率为50℃/min。
[0028]c.将前驱体II分散到50份水中，之后加入50份氢氧化钠固体，搅拌36小时后过滤烘干得到产品。
[0029]d.最后将产品洗涤至呈现中性，取出烘干后得到该活性炭。
[0030]混合式高介孔比核壳结构多相镍负载活性炭的比表面积为1214(m2/g
‑1)，总孔容积为0.90(cm3/g
‑1)，微孔孔容为0.39(cm3/g...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合式高介孔比核壳结构多相镍负载活性炭，其特征在于，所述活性炭的各种原料的重量份数为：聚(4
‑
苯乙烯磺酸
‑
共聚
‑
马来酸)钠盐20
‑
40份、氯化镍溶液0.2
‑
4份、碱性沉淀剂20
‑
80份、水50份、氢氧化钠固体25
‑
50份。2.根据权利要求1所述的混合式高介孔比核壳结构多相镍负载活性炭，其特征在于，所述聚(4
‑
苯乙烯磺酸
‑
共聚
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：季跃恒，李小虎，茹晓伟，匡林慧，
申请(专利权)人：江苏众志新禹环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：