【技术实现步骤摘要】
本申请涉及气相分离色谱柱，特别是涉及一种填充材料、色谱柱及色谱柱的制备方法。
技术介绍
1、本部分旨在为本申请陈述的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
2、热循环吸附工艺(thermal cycling absorption process，tcap)是一个半连续的色谱过程，tcap运行需要加热和冷却的温度循环来实现氢同位素在系统中的流动，并在这个过程中实现同位素的分离。以储氢材料为钯载体为例，pd吸附-解吸氢同位素的过程是一个可逆过程，吸氢反应是放热反应，要使吸氢反应充分进行，需要及时将产生的热量带走；相反，放氢反应是吸热反应，要使pd吸附的氢充分释放，需要迅速的补充热量。此处的单次循环时间实际上是冷却过程中pd充分吸附氢的时间与加热过程中pd充分放氢的时间之和。要缩短循环时间，提高氢同位素分离效率，就要使外部的加热或冷却快速有效的传导至色谱柱中的pd元素上。因此，如何通过在色谱柱内填装导热性能好的填充材料，以缩短单次循环时间，从而提高分离效率是业界研究的课题之一。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例期望提供一种导热性能好的填充材料、色谱柱及色谱柱的制备方法，以提高氢同位素分离效率。
2、为达到上述目的，本申请实施例的一方面提供了一种填充材料，所述填充材料用于热循环吸附法分离氢同位素，所述填充材料包括具有氢同位素效应的储氢材料和天然石墨，所述储氢材料和所述天然石墨均匀混合。
3、一些实施例中，所述天
4、一些实施例中，所述天然石墨的粒径为20目-40目。
5、一些实施例中，所述天然石墨的粒径为380μm-830μm。
6、一些实施例中，所述天然石墨的重量百分比小于或者等于1wt％。
7、一些实施例中，所述天然石墨的重量百分比为0.2wt％-0.5wt％。
8、一些实施例中，所述储氢材料包括纯钯粉、钯-硅藻土、钯-分子筛和钯-α氧化铝中的至少一者。
9、一些实施例中，所述储氢材料为钯-硅藻土，其中，所述钯-硅藻土中的钯的重量百分比为40wt％-70wt％。
10、一些实施例中，所述储氢材料的粒径为0.1mm-1mm。
11、本申请实施例的又一方面提供了一种色谱柱，所述色谱柱用于热循环吸附法分离氢同位素，所述色谱柱包括容器以及上述所述的填充材料，所述填充材料设置于所述容器内。
12、本申请实施例的又一方面提供了一种色谱柱的制备方法，所述色谱柱用于热循环吸附法分离氢同位素，所述色谱柱包括容器以及上述所述的填充材料，所述填充材料设置于所述容器内，所述制备方法包括：
13、将储氢材料和天然石墨按比例混合，并搅拌均匀以得到所述填充材料；
14、将所述填充材料填装至所述容器内；
15、将所述填充材料在所述容器内振实。
16、本申请实施例提供的填充材料，用于热循环吸附法分离氢同位素，填充材料包括具有氢同位素效应的储氢材料和天然石墨，储氢材料和天然石墨均匀混合。通过将填充材料设置为包括具有氢同位素效应的储氢材料和天然石墨，天然石墨的导热系数相较于膨胀石墨大一个数量级以上，密度比膨胀石墨大150-300倍，从而在质量一定的前提下，所占填充材料的体积较小，对应的吸氢量越高，氢同位素分离效率越好。也就是说，通过将天然石墨作为导热增强剂，在提高填充材料导热性能的同时，尽可能地减小对饱和吸氢量的影响。另外，天然石墨柔软、润滑性强，比金属泡沫与储氢材料装填时，流动性更好，更容易充满色谱柱内的空隙，有利于色谱柱的制备。
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1.一种填充材料，其特征在于，所述填充材料用于热循环吸附法分离氢同位素，所述填充材料包括具有氢同位素效应的储氢材料和天然石墨，所述储氢材料和所述天然石墨均匀混合。
2.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述天然石墨包括天然鳞片石墨、无定形石墨和块状石墨中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述天然石墨的粒径为20目-40目。
4.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述天然石墨的粒径为380μm-830μm。
5.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述天然石墨的重量百分比小于或者等于1wt％。
6.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述天然石墨的重量百分比为0.2wt％-0.5wt％。
7.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述储氢材料包括纯钯粉、钯-硅藻土、钯-分子筛和钯-α氧化铝中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述储氢材料为钯-硅藻土，其中，所述钯-硅藻土中的钯的重量百分比为40wt％-70wt％；和/
9.一种色谱柱，其特征在于，所述色谱柱用于热循环吸附法分离氢同位素，所述色谱柱包括容器以及权利要求1-8任一项所述的填充材料，所述填充材料设置于所述容器内。
10.一种色谱柱的制备方法，其特征在于，所述色谱柱用于热循环吸附法分离氢同位素，所述色谱柱包括容器以及权利要求1-8任一项所述的填充材料，所述填充材料设置于所述容器内，所述制备方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种填充材料，其特征在于，所述填充材料用于热循环吸附法分离氢同位素，所述填充材料包括具有氢同位素效应的储氢材料和天然石墨，所述储氢材料和所述天然石墨均匀混合。
2.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述天然石墨包括天然鳞片石墨、无定形石墨和块状石墨中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述天然石墨的粒径为20目-40目。
4.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述天然石墨的粒径为380μm-830μm。
5.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述天然石墨的重量百分比小于或者等于1wt％。
6.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述天然石墨的重量百分比为0.2wt％-0.5wt％...
【专利技术属性】
技术研发人员：余远方，刘丽飞，叶一鸣，康艺，胡石林，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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