一种氟化氢吸附剂及其制备应用方法技术

本发明专利技术提供了一种氟化氢吸附剂，由以下成分组成：吸附材料70％～90％，介孔材料4％～10％，骨架材料6％％～20％。吸附材料包括氟化钠、氟化钾、氟化钙、氟化铷、氟化镁中的至少一种，介孔材料包括介孔碳、碳纳米管、生物质、碳酸钙、多孔硅、聚苯乙烯微球中的至少一种。骨架材料包括高岭土、珍珠岩、硅藻土、膨润土中的至少一种。本发明专利技术将吸附材料与介孔材料、骨架材料复合形成新的氟化氢吸附剂，增加了吸附剂的孔隙度，提高了比表面积，吸附效果更好；提高了吸附材料的分散性，吸附材料的利用率增大，吸附量更大；同时提高了吸附剂的结构性，吸附氟化氢后吸附剂不易板结。化氢后吸附剂不易板结。

【技术实现步骤摘要】
一种氟化氢吸附剂及其制备应用方法


[0001]本专利技术属于电子气体纯化
，具体涉及一种氟化氢吸附剂及其制备应用方法。

技术介绍

[0002]氟化氢是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，其化学反应性强，能与许多化合物发生反应。在电子工业中，无水氟化氢用于电解制备三氟化氮、氟气的原料，半导体制造工艺中的刻蚀剂等。另外，氟化氢用于工业生产氢氟酸，生产无机氟化物、铀加工、金属加工以及玻璃工业中刻蚀剂等。
[0003]电解制备的三氟化氮、氟气等电子气体中会夹带有氟化氢。目前除去氟化氢方法主要为低温冷凝法和吸附法，低温仅能除去少部分氟化氢，且该过程伴随有其它杂质气体冷凝富集具有爆炸风险。因此吸附法在工业化中具有明显的优势，现有吸附剂为球状氟化钠，氟化钠含量在98％以上。
[0004]现有氟化钠吸附剂比表面积小，吸附量不高，结构不稳定，在吸附大量氟化氢后极易板结，再生过程粉化、堵塞管道，不利于工业化连续生产。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种氟化氢吸附剂及其制备应用方法，该氟化氢吸附剂比表面积大，吸附量高，结构稳定，制备方法简单，成本低廉，吸附效果好，可推广使用。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种氟化氢吸附剂，其特征在于，其特征在于，包括按如下重量百分比组成的各成分：吸附材料70％～90％；介孔材料4％～10％；骨架材料6％～20％。
[0007]优选地，所述吸附材料包括氟化钠、氟化钾、氟化钙、氟化铷、氟化镁中的至少一种。
[0008]优选地，所述介孔材料包括介孔碳、碳纳米管、生物质、碳酸钙、多孔硅、聚苯乙烯微球中的至少一种。
[0009]优选地，所述骨架材料包括高岭土、珍珠岩、硅藻土、膨润土中的至少一种。
[0010]一种氟化氢吸附剂的制备方法，包括以下步骤：首先将吸附材料、介孔材料和骨架材料研磨混合为均匀的混合料，然后向混合料中加入溶剂挤压成球，最后对加入溶剂的球状混合料进行养护和焙烧得到目标产物氟化氢吸附剂。
[0011]优选地，所述溶剂为氢氟酸和硝酸中的至少一种，溶剂与混合料的体积比为0.7～1.5:1。
[0012]优选地，研磨后的混合料粒径范围为0.038～0.1mm；养护温度为20～70℃，养护时间为12～48h；焙烧温度为400～550℃，焙烧时间为2～12h。
[0013]一种氟化氢吸附剂的应用，所述氟化氢吸附剂应用于脱除氟气中的氟化氢，氟气
中氟化氢的含量为0.5～5vol.％，在氟化氢吸附剂进行氟气中氟化氢脱除时，在20～80℃下，使含有氟化氢的氟气与氟化氢吸附剂接触发生反应，反应的体积空速为200～2000h
‑1。
[0014]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0015]1、本专利技术将吸附材料与介孔材料、骨架材料复合形成新的氟化氢吸附剂，增加了吸附剂的孔隙度，提高了比表面积，吸附效果更好。
[0016]2、本专利技术提高了吸附材料的分散性，吸附材料的利用率增大，吸附量更大。
[0017]3、本专利技术提高了吸附剂的结构性，吸附氟化氢后吸附剂不易板结，有利于再生循环利用，提高了吸附剂的使用寿命，具有较好的工业化应用前景。本申请中的吸附剂更适用于工业化连续生产，吸附效率更高，大大降低了装填量。
[0018]下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。
具体实施方式
[0019]实施例1
[0020]本实施例用于制备一种氟化氢吸附剂，包括以下操作步骤：
[0021]S1、将700g氟化钠与100g的碳纳米管、200g的高岭土混合均匀，使用球磨机研磨混合料，混合料的粒径为0.038mm；
[0022]S2、按照混合料体积的70％加入氢氟酸，充分搅拌均匀，挤压成粒径为10mm的球状物；
[0023]S3、将球状物在20℃条件下养护48h；
[0024]S4、养护后的球状物在马弗炉中通过400℃温度焙烧12h，得到氟化氢吸附剂；
[0025]S5、使用氟化氢吸附剂试验吸附含5vol.％氟化氢的氟气评价，吸附温度为20℃，空速为200h
‑1，吸附结果显示氟化氢的去除率为99.6％。
[0026]实施例2
[0027]本实施例用于制备一种氟化氢吸附剂，包括以下操作步骤：
[0028]S1、将750g氟化钾与80g介孔碳、170g的硅藻土混合均匀，使用球磨机研磨混合料，混合料的粒径为0.05mm；
[0029]S2、按照混合料体积的90％加入硝酸，充分搅拌均匀，挤压成粒径为10mm的球状物；
[0030]S3、将球状物在30℃条件下养护40h；
[0031]S4、养护后的球状物在马弗炉中通过430℃温度焙烧10h，得到氟化氢吸附剂；
[0032]S5、使用氟化氢吸附剂试验吸附含4vol.％氟化氢的氟气评价，吸附温度为32℃，空速为800h
‑1，吸附结果显示氟化氢的去除率为99.5％。
[0033]实施例3
[0034]本实施例用于制备一种氟化氢吸附剂，包括以下操作步骤：
[0035]S1、将800g氟化钙与60g的生物质、140g的膨润土混合均匀，使用球磨机研磨混合料，混合料的粒径为0.06mm；
[0036]S2、按照混合料体积的100％加入氢氟酸，充分搅拌均匀，挤压成粒径为10mm的球状物；
[0037]S3、将球状物在40℃条件下养护33h；
[0038]S4、养护后的球状物在马弗炉中通过460℃温度焙烧8h，得到氟化氢吸附剂；
[0039]S5、使用氟化氢吸附剂试验吸附含3vol.％氟化氢的氟气，吸附温度为44℃，空速为2000h
‑1，吸附结果显示氟化氢的去除率为99.3％。
[0040]实施例4
[0041]本实施例用于制备一种氟化氢吸附剂，包括以下操作步骤：
[0042]S1、将850g氟化钠与40g的聚苯乙烯微球、110g的硅藻土混合均匀，使用球磨机研磨混合料，混合料的粒径为0.07mm；
[0043]S2、按照混合料体积的110％加入氢氟酸，充分搅拌均匀，挤压成粒径为10mm的球状物；
[0044]S3、将球状物在50℃条件下养护24h；
[0045]S4、养护后的球状物在马弗炉中通过500℃温度焙烧6h，得到氟化氢吸附剂；
[0046]S5、使用氟化氢吸附剂试验吸附含2vol.％氟化氢的氟气，吸附温度为56℃，空速为5000h
‑1，吸附结果显示氟化氢的去除率为99.8％。
[0047]实施例5
[0048]本实施例用于制备一种氟化氢吸附剂，包括以下操作步骤：
[0049]S1、将880g氟化铷与40g的多孔硅、80g的珍珠岩混合均匀，使用球磨机研磨混合料，混合料的粒径为0.08mm；
[0050]S2、按照混合料体积本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氟化氢吸附剂，其特征在于，包括按如下重量百分比组成的各成分：吸附材料70％～90％；介孔材料4％～10％；骨架材料6％～20％。2.根据权利要求1所述的一种氟化氢吸附剂，其特征在于，所述吸附材料包括氟化钠、氟化钾、氟化钙、氟化铷、氟化镁中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种氟化氢吸附剂，其特征在于，所述介孔材料包括介孔碳、碳纳米管、生物质、碳酸钙、多孔硅、聚苯乙烯微球中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种氟化氢吸附剂，其特征在于，所述骨架材料包括高岭土、珍珠岩、硅藻土、膨润土中的至少一种。5.一种如权利要求1～4所述的氟化氢吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先将吸附材料、介孔材料和骨架材料研磨混合为均匀的混合料，然后向混合料中加入溶剂挤压成球，最后对加入溶剂的球状混合料进行养护和焙烧得到目标产物氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：马领军，刘波涛，倪珊珊，张龙，王斌，马志方，
申请(专利权)人：中船邯郸派瑞特种气体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：