一种含有碳化硅纳米颗粒的硅溶胶及其制备方法，原料包括硅溶胶和碳化硅纳米颗粒，分散介质为水，碳化硅纳米颗粒分散液与硅溶胶按照1：1.5～7.0的比例混合。该硅溶胶中碳化硅的平均粒径为200～500纳米，BET为30～90m2/g，适合作为催化剂的载体。通过在硅溶胶中分散碳化硅纳米颗粒，在强放热反应中，温度分布更加均匀，降低了热点的温度，抑制了飞温的出现，延缓了二氧化硅与活性组分的反应，从而延长催化剂的使用寿命。的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种含有碳化硅纳米颗粒的硅溶胶及其制备方法
[0001]本专利技术涉及硅溶胶制备
技术介绍
[0002]硅溶胶是纳米级的二氧化硅颗粒在水中的分散液，具有无毒无污染、比表面积大、吸附能力强和粘结性好等优点，广泛用于建筑涂料、精密铸造、耐火材料、催化剂载体和造纸等行业。
[0003]由于二氧化硅的导热系数低，为7.6W/m
·
K，因此硅溶胶为载体的催化剂在强放热反应中容易导致飞温而引起催化剂的失活，从而缩短催化剂的使用寿命，同时也增大了反应的控制难度。
[0004]此外，二氧化硅在高温时容易和催化剂的活性组分发生反应，生成没有活性的化合物，从而造成催化剂不可逆的失活，限制了硅溶胶在强放热反应催化剂中的应用。
[0005]碳化硅导热系数高，为490W/m
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K，远远高于二氧化硅；硬度大，莫氏硬度为9.2～9.5，几乎可以与金刚石相媲美。此外，碳化硅具有热稳定性好，高熔点，高强度，化学稳定性好，使得碳化硅非常适合作为复合材料的增强剂。然而，由于碳化硅的比表面积小(BET<1m2/g)，通常不适合作为催化剂的载体。如何将碳化硅应用于硅溶胶来改善硅溶胶的性能为本申请所要解决的技术问题。
技术实现思路
[0006]为了拓展硅溶胶在强放热催化剂领域中的应用，本专利技术采用高比表面积的纳米级碳化硅颗粒作为原料，提出了一种含有碳化硅纳米颗粒的硅溶胶及其制备方法。
[0007]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种含有碳化硅纳米颗粒的硅溶胶，原料包括硅溶胶和碳化硅纳米颗粒，分散介质为水，碳化硅纳米颗粒分散液与硅溶胶按照1：1.5～7.0的比例混合。
[0008]所述硅溶胶为商业化硅溶胶，硅溶胶中二氧化硅的质量百分含量为35～40％，稳定剂为浓度28％的氨水，稳定剂质量百分含量为0.25～0.40％，金属钠离子的含量小于500ppm，pH值为9.5～10，粘度为10～20cPs。
[0009]所述碳化硅纳米颗粒粒径分布为200～500纳米，BET为30～90m2/g。
[0010]所述碳化硅纳米颗粒分散液中碳化硅的质量百分含量为35～40％，碳化硅纳米颗粒分散液的粘度为10～20cPs，碳化硅纳米颗粒分散液的pH值为8～9，碳化硅纳米颗粒分散液的金属钠离子质量含量小于50ppm。
[0011]包括以下步骤：
[0012](a)将碳化硅纳米颗粒分散在洗涤液中搅拌20～40小时，然后离心分离，底部固体用去离子水洗涤，将固体用去离子水重新分散，得到碳化硅纳米颗粒的分散液；
[0013](b)将碳化硅纳米颗粒分散液与商业化的硅溶胶按照1：1.5～7.0的比例进行混合，得到含有碳化硅纳米颗粒的硅溶胶。
[0014]所述步骤(a)中，碳化硅质量百分含量为35～40％，碳化硅纳米颗粒分散液的粘度为10～20cPs，碳化硅纳米颗粒分散液的pH值.为8～9，碳化硅纳米颗粒分散液的金属钠离子质量含量小于50ppm。
[0015]所述步骤(b)中商业化的硅溶胶中二氧化硅的质量百分含量为35～40％，稳定剂为浓度28％的氨水，稳定剂质量百分含量为0.25～0.40％，金属钠离子的含量小于500ppm，pH值为9.5～10，粘度为10～20cPs。
[0016]所述步骤(a)中碳化硅纳米颗粒粒径分布为200～500纳米，BET为30～90m2/g。
[0017]所述洗涤液为浓度为0.05～0.2mol/L的碳酸铵溶液、浓度为0.05～0.1mol/L的硝酸溶液或浓度为0.05～0.1mol/L的氨水溶液中的任一种。
[0018]本专利技术的含有碳化硅纳米颗粒的硅溶胶及其制备方法，该硅溶胶中碳化硅的平均粒径为200～500纳米，BET为30～90m2/g，适合作为催化剂的载体。通过在硅溶胶中分散碳化硅纳米颗粒，在强放热反应中，温度分布更加均匀，降低了热点的温度，抑制了飞温的出现，延缓了二氧化硅与活性组分的反应，从而延长催化剂的使用寿命。
具体实施方式
[0019]以下实施例中，催化反应条件：
[0020]催化剂装填量：380克，反应温度440℃，氨比为1.2，空比为9.5，WWH为0.08，反应压力为0.08MPa。
[0021]实施例1
[0022](a)将BET为30m2/g，平均粒径为500纳米的碳化硅纳米颗粒用浓度为0.1mol/L的碳酸铵溶液在室温下搅拌30小时，然后离心分离，底部固体用去离子水洗涤3～5次，尽量离心分离除去水分。固体用去离子水重新分散，形成稳定的悬浊液即碳化硅纳米颗粒分散液，碳化硅纳米颗粒分散液中碳化硅质量百分含量为40％，粘度为18cPs，pH值为8.2，金属钠离子质量含量为30ppm。
[0023](b)商业化的硅溶胶，二氧化硅质量百分含量为40％，稳定剂为氨水，质量含量为0.30％，金属钠离子含量为400ppm，pH值为9.6，粘度为15cPs。将碳化硅纳米颗粒分散液与商业化的硅溶胶按照1:7的比例进行混合，得到含有碳化硅纳米颗粒的硅溶胶。
[0024]上述步骤制备的硅溶胶pH值为9.4，二氧化硅质量百分含量为35％，碳化硅纳米颗粒的质量百分含量为5％，粘度为16cPs，钠离子含量为360ppm，氨水的含量为0.25％。
[0025]实施例2
[0026](a)将BET为55m2/g，平均粒径为400纳米的碳化硅纳米颗粒用浓度为0.1mol/L的硝酸溶液在室温下搅拌40小时，然后离心分离，底部固体用去离子水洗涤3～5次，尽量离心分离除去水分。固体用去离子水重新分散，形成稳定的悬浊液即碳化硅纳米颗粒分散液，碳化硅质量百分含量为40％，粘度为17cPs，pH值为8.1，金属钠离子质量含量为25ppm。
[0027](b)商业化的硅溶胶，二氧化硅质量百分含量为40％，稳定剂为氨水，质量含量为0.28％，金属钠离子含量为300ppm，pH值为9.4，粘度为16cPs。将碳化硅纳米颗粒分散液与商业化的硅溶胶按照1:4的比例进行混合，得到含有碳化硅纳米颗粒的硅溶胶。
[0028]上述步骤制备的硅溶胶pH值为9.2，二氧化硅质量百分含量为32％，碳化硅纳米颗粒的质量百分含量为8％，粘度为16cPs，钠离子含量为250ppm，氨水的含量为0.22％。
[0029]实施例3
[0030](a)将BET为90m2/g，平均粒径为200纳米的碳化硅纳米颗粒用浓度为0.1mol/L的氨水溶液在室温下搅拌40小时，然后离心分离，底部固体用去离子水洗涤3～5次，尽量离心分离除去水分。固体用去离子水重新分散，形成稳定的悬浊液即碳化硅纳米颗粒分散液，碳化硅质量百分含量为40％，粘度为16cPs，pH值为8.4，金属钠离子质量含量为33ppm。
[0031](b)商业化的硅溶胶，二氧化硅质量百分含量为40％，稳定剂为氨水，质量含量为0.25％，金属钠离子含量为400ppm，pH值为9.2，粘度为18cP本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含有碳化硅纳米颗粒的硅溶胶，其特征在于：原料包括硅溶胶和碳化硅纳米颗粒，分散介质为水，碳化硅纳米颗粒分散液与硅溶胶按照1：1.5～7.0的比例混合。2.根据权利要求1所述的一种含有碳化硅纳米颗粒的硅溶胶，其特征在于：所述硅溶胶为商业化硅溶胶，硅溶胶中二氧化硅的质量百分含量为35～40％，稳定剂为浓度28％的氨水，稳定剂质量百分含量为0.25～0.40％，金属钠离子的含量小于500ppm，pH值为9.5～10，粘度为10～20cPs。3.根据权利要求1所述的一种含有碳化硅纳米颗粒的硅溶胶，其特征在于：所述碳化硅纳米颗粒粒径分布为200～500纳米，BET为30～90m2/g。4.根据权利要求1所述的一种含有碳化硅纳米颗粒的硅溶胶，其特征在于：所述碳化硅纳米颗粒分散液中碳化硅的质量百分含量为35～40％，碳化硅纳米颗粒分散液的粘度为10～20cPs，碳化硅纳米颗粒分散液的pH值为8～9，碳化硅纳米颗粒分散液的金属钠离子质量含量小于50ppm。5.权利要求1所述的一种含有碳化硅纳米颗粒的硅溶胶制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(a)将碳化硅纳米颗粒分散在洗涤液中搅拌20～40小时，然后离心分离，底部固体用去离子水洗涤，将固体用去离子水重新分散，得到碳化硅纳米颗粒的分散液...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓忠华，
申请(专利权)人：大连递铂科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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