一种高比热容基质材料及其制备方法与应用技术

一种高比热容基质材料及其制备方法与应用，所述基质材料含有至少5重量％的氧化锰，其比热容为1.3-2.0J/(g

【技术实现步骤摘要】
40重量％的硼化合物，例如，所述高比热容基质材料含有以干基计1-35重量％或3-30重量％或5-26重量％或8-26重量％或0.5-10重量％或0.8-8重量％或1-5.5重量％或2-8重量％的硼化合物。
[0012]根据上述任一技术方案所述的高比热容基质材料，其中，所述的硼化合物优选为氮化硼和/或氧化硼。
[0013]根据上述任一技术方案所述的高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料的比表面积为150-500m2·
g-1
例如180-450m2·
g-1
或200-380m2·
g-1
。于一实施方式，所述的高比热容基质材料中含有硼化合物，所述的硼化合物为氮化硼，所述高比热容基质材料的比表面积为180-300m2·
g-1
例如200-250m2·
g-1
或220-245m2·
g-1
。于一实施方式，所述的高比热容基质材料中含有的硼化合物为氧化硼，所述高比热容基质材料的比表面积为300-500m2/g例如310-370m2/g或330-370m2/g。
[0014]根据上述任一技术方案所述的高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料的孔体积为0.3-1.5cm3·
g-1
例如为0.35-1.2cm3·
g-1
。于一实施方式，所述的高比热容基质材料中含有硼化合物，所述的硼化合物为氮化硼，所述高比热容基质材料的孔体积优选为0.35-0.75例如0.4-0.65cm3·
g-1
。于一实施方式，所述的高比热容基质材料中含有的硼化合物为氧化硼，所述高比热容基质材料的孔体积为0.5-1.5cm3/g例如0.6-1.3cm3/g或0.7-1.2cm3/g。
[0015]根据上述任一技术方案所述的高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料的平均孔直径为3-20nm例如为4-18nm或5-15nm或6-13nm。于一实施方式，所述的高比热容基质材料中含有的硼化合物为氮化硼，所述高比热容基质材料的平均孔直径为5-13nm或6-11nm。于一实施方式，所述的高比热容基质材料中含有的硼化合物为氧化硼，所述高比热容基质材料的平均孔径为3-20nm或5-18nm或7-15nm或8-14nm。
[0016]根据上述任一技术方案所述的高比热容基质材料，一种实施方式，所述高比热容基质材料的比热容为1.3-1.95J/(g
·
K)例如为1.51-1.95J/(g
·
K)。
[0017]根据上述任一技术方案所述的高比热容基质材料，优选的，所述高比热容基质材料XRD衍射图谱中，在2θ角为18
±
0.5
°
和2θ角为37
±
0.5
°
处具有特征峰，2θ角18
±
0.5
°
峰强度(I1)与2θ角37
±
0.5
°
峰强度(I2)比为1：(3-10)。
[0018]本专利技术还提供一种高比热容基质材料的制备方法，包括下述步骤:
[0019](1)使铝源与碱混合成胶，得到含铝胶体，所得含铝胶体的pH值为7-11；
[0020](2)使pH值为3-7的锰盐溶液与尿素混合，得到锰源溶液；
[0021](3)使含铝胶体、锰源溶液、任选的硼化合物形成混合物；和任选的
[0022](4)洗涤和/或干燥和/或焙烧。
[0023]根据上述技术方案所述的高比热容基质材料制备方法，步骤(1)中使铝源与碱混合形成胶体，所述使铝源与碱混合成胶，可以在室温至85℃下进行。本专利技术中，所述室温的温度为15-40℃。
[0024]根据上述任一项技术方案所述的高比热容基质材料制备方法，一种实施方式，所述使铝源与碱混合成胶包括：将铝源溶液、碱的溶液混合，形成温度为室温至85℃、pH值为7-11的胶体；所述成胶胶体的pH值例如为7.5-11或9-10或8.5-11。
[0025]根据上述任一项技术方案所述的高比热容基质材料制备方法，其中，所述的铝源
例如硝酸铝、硫酸铝、磷酸铝和氯化铝等中的一种或多种，优选为酸铝、硫酸铝和氯化铝等中的一种或多种。
[0026]根据上述任一项技术方案所述的高比热容基质材料制备方法，所述铝源溶液中氧化铝的浓度优选为150-350gAl2O3/L。
[0027]根据上述任一项技术方案所述的高比热容基质材料制备方法，优选的，所述的碱为溶于水的碳酸盐、溶于水的碳酸氢盐、溶于水的氢氧化物中的一种或多种，例如为碱金属的碳酸盐、碱金属的碳酸氢盐、碱金属的氢氧化物、碳酸铵、碳酸氢铵、氨水中的一种或多种。
[0028]根据上述任一项技术方案所述的高比热容基质材料制备方法，其中，所述碱的溶液中碱的浓度优选为0.1-1mol/L。所述碱的溶液可选自含有CO
32-、HCO
3-或OH-中的一种或多种的碱性水溶液，所述碱的溶液中CO
32-的浓度可以为0-0.6mol/L例如为0.3-0.5mol/L，OH-的浓度可以为0-0.5mol/L例如0.1-0.5mol/L或0.2-0.35mol/L，HCO
3-的浓度可以为0-1mol/L例如0.4-1.0mol/L。所述的含有CO
32-、HCO
3-或OH-中的一种或多种的碱性水溶液例如为包括碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种的水溶液，或者为包括碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种与氨水的溶液。
[0029]根据上述任一项技术方案所述的高比热容基质材料制备方法，其中，步骤(2)中，使锰盐溶液与尿素混合，其中尿素与锰离子摩尔比为1-5:1例如为2-4:1。对所述锰盐溶液的浓度没有特殊要求，例如所述锰盐溶液中锰盐的浓度以MnO2计可以为50-500g
·
L-1
。
[0030]根据上述任一项技术方案所述的高比热容基质材料制备方法，其中，步骤(2)在所述锰盐溶液中加入尿素，然后在室温搅拌30-60分钟，得到锰源溶液。
[0031]根据上述任一项技术方案所述的高比热容基质材料制备方法，其中，所说的含硼化合物为氮化硼和/或氧化硼和/或氧化硼前驱体。所说的氮化硼例如选自六方氮化硼(h-BN)、立方氮化硼(c-BN)、菱方氮化硼(r-BN)和纤锌矿氮化硼(w-BN)中的至少一种。所述氧化硼前驱体例如为硼酸铵、硼酸氢铵或硼酸中的一种或多种。
[0032]根据上述任一项技术方案所述的高比热容基质材料制备方法，其中，步骤(3)中还包括陈化的过程，优选的，所述陈化温度为室温至120℃例如40-100℃，陈化时间为4-72小时。可以在搅拌下陈化，也可以静置陈化。
[0033]根据上述任一项技术方案所述的高比热容基质材料制备方法，其中，一种实施方式，所述陈化在搅拌下进行，陈化温度为60-100℃，陈化时间为12-36h。
[0034]根据上述任一项技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料含有至少5重量％的氧化锰，在温度为1000k时，所述高比热容基质材料的比热容为1.3-2.0J/(g
·
K)。2.按照权利要求1所述的高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料含有以Al2O3计5-95重量％的氧化铝，以MnO2计5-95重量％氧化锰以及以干基计0-40重量％的硼化合物。3.按照权利要求2所述的高比热容基质材料，其中，所述的硼化合物为氮化硼和/或氧化硼。4.按照权利要求3所述的高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料中含有以Al2O3计15-80重量％或19-60重量％的氧化铝，以MnO2计10-70重量％或19-66重量％氧化锰，以干基计3-30重量％或8-26重量％的氮化硼。5.按照权利要求3所述的高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料中含有以Al2O3计15-80重量％或20-62重量％的氧化铝、以MnO2计15-80重量％或30-72重量％的氧化锰和以B2O3计0.5-10重量％或2-8重量％的氧化硼。6.按照权利要求1或2所述的高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料的比表面积为150-500m2·
g-1
。7.按照权利要求4或6所述的高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料的比表面积为180-300m2·
g-1
。8.权利要求5或6所述的高比热容基质材料，其中，所述基质材料的比表面积为300-500m2/g。9.按照权利要求2或6所述的高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料的孔体积为0.3-1.5cm3·
g-1
。10.按照权利要求4或7或9所述的高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料的孔体积为0.35-0.75cm3/g。11.按照权利要求5或8或9所述的高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料的孔体积为0.5-1.5cm3/g。12.按照权利要求2、6或9所述的高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料的平均孔直径为3-20nm。13.按照权利要求4、7、10或12所述的高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料的平均孔直径为5-13nm。14.按照权利要求5、8、11或12所述的高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料的平均孔径为5-18nm。15.按照权利要求1所述的高比热容基质材料，其中，所述高比热容基质材料的XRD图谱，在2θ角为18
±
0.5
°
和2θ角为37
±
0.5
°
处峰的强度比为1：(3-10)。16.一种高比热容基质材料的制备方法，包括下述步骤:(1)使铝源与碱混合成胶，得到含铝胶体，所得含铝胶体的pH值为7-11；(2)使pH值为3-7的锰盐溶液与尿素混合，得到锰源溶液；(3)使含铝胶体、锰源溶液、任选的硼化合物形成混合物；和任选的(4)洗涤和/或干燥和/或焙烧。17.按照权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘倩倩，朱玉霞，陈振宇，林伟，宋海涛，杨雪，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：