[发明专利]含有无定形碳的储氨混合物多孔固体样块及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有无定形碳的储氨混合物多孔固体样块及其制备方法，应用于汽车尾气后处理系统以及燃料电池系统。

背景技术

能源危机和环境污染是人类进入二十一世纪必须面对的两个非常严峻的问题。在传统汽车的排放达标的技术手段选择方面，以及新能源汽车的燃料供给技术方面人们仍然面临不少的难题。

汽车尾气后处理系统是依靠尿素还原剂的精确供给并在催化剂的前端分解成氨气后来去除NOX危害物，进而达到净化尾气的目的一种系统。但是，在实际使用中，这种依靠尿素分解成氨气的液体尿素的计量喷射存在许多不足和难点，需要进一步解决。能源方面，氢燃料电池汽车被公认是一个极为有效的解决未来能源问题的技术方案。但是，如何稳定的获得氢气来源是个制约本领域发展的不小的难题。氨气是一种含氢密度较高的一类氢前驱体，氨气分子属于活泼极性分子，常温下非常活泼，极易扩散，不容易存储。如果能够解决好氨气的储存问题，就可以开辟一条新的氨气利用的技术路线。

工业上，利用金属盐和氨气的吸附解吸的可逆过程来应用于食品保鲜制冷，首先金属盐和氨气的吸附过程是放热过程，然后氨气解吸又吸收热量，使环境制冷，因此，某些特定的金属盐对氨气吸附解吸是基本的物理化学常识。在国家专利信息网，以“储氨”、“金属盐”为主题词进行检索， 专利号为CN200680005886.2的‘氨的高密度存储’专利包含氨吸收/解吸固体材料，该材料容易制备和处理并可以极高密度的存储氨，并且氨在受控条件下容易释放。但是，该专利是采用固体料直接模压成型，采用粘结剂，仅仅声明了可能是二氧化硅纤维粘结剂，并没有加量比例，其它权利要求项和实施例中的也仅仅声明固体材料可能包括颗粒材料、多孔材料、晶体材料、无定形材料或它们的结合物组成，没有明确权利要求细项，本行业技术人士几乎无法实施，进而产生本专利。

本发明依托具有较好吸附能力的氯化锶金属盐粉末在一定条件下可以进行氨气的吸附和解吸的原理，制备出一种可以存储氨气和释放氨气的活性混合物多孔固体样块。该混合物在制备的过程中添加了一定量的蔗糖，通过蔗糖在高温烧结过程中碳化所形成的无定形碳来提高混合物多孔固体样块的吸附能力，增加了氨气的吸附/解吸通道，提高吸附效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种含有无定形碳的储氨混合物多孔固体样块及其制备方法，其制备的含有金属盐和无定形碳的储氨混合物多孔固体样块，保证了金属盐的储氨特性，提高了混合物样块的吸附效率和吸附能力，在制备储氨活性混合物多孔固体样块的过程中，还添加了适量的陶瓷纤维，陶瓷纤维的添加降低了混合物样块整体的重量，提高混合物样块热稳定性和机械强度，延长使用寿命。

本发明的技术方案是这样实现的：含有无定形碳的储氨混合物多孔固体样块，由无水氯化锶、无定形碳和陶瓷纤维组成，其特征在于其制备方法，具体步骤如下：

（1）按重量百分比将工业无水氯化锶盐粉末61~80wt%、蔗糖4~10wt%、陶瓷纤维3~10wt%和工业酒精组5~23wt%混合；

（2）混合物通过搅拌机搅拌均匀，搅拌1~10h，形成半干性的混合粉体；

（3）该半干性的混合粉体添加到一可敞开式的密闭容器内进行机械振荡30~60min，形成湿体样块；

（4）样块在300~450℃下烧结 2~5h即可得含有无定形碳的储氨混合物样块多孔固体样块。

本发明的积极效果是其制备的含有金属盐和无定形碳的储氨混合物多孔固体样块，保证了金属盐的储氨特性，提高了混合物样块的吸附效率和吸附能力，在制备储氨活性混合物多孔固体样块的过程中，还添加了适量的陶瓷纤维，陶瓷纤维的添加降低了混合物样块整体的重量，提高混合物样块热稳定性和机械强度，延长使用寿命。所制备的混合物多孔固体样块是集中使用，满足大容量氨气的储存和释放的使用要求。

附图说明

图1 为本发明的储氨混合物多孔固体样块吸附氨气后的热失重曲线。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

（1）将61wt%的工业无水氯化锶盐粉末、9wt%的蔗糖、7wt%陶瓷纤维和23wt%的工业酒精组成混合物；

（2）混合物通过搅拌机搅拌均匀，搅拌时间为1小时，形成半干性的混合粉体；

（3）该半干性的混合粉体添加到一可敞开式的密闭容器内进行机械振荡30min，形成湿体样块；

（4）样块在300℃下烧结5h即可得含有无定形碳的储氨混合物多孔固体样块。