[发明专利]一种导热增强型金属有机骨架成型体及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201710177443.1 申请日: 2017-03-23
公开(公告)号: CN108620023B 公开(公告)日: 2021-03-05
发明(设计)人: 马蕊英;赵亮;孙兆松;张英 申请(专利权)人: 中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院
主分类号: B01J20/22 分类号: B01J20/22;B01J20/28;B01J31/16;B01D53/02;B01D53/86
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 100728 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 导热 增强 金属 有机 骨架 成型 及其 制备 方法
【说明书】:

发明涉及一种导热增强型金属有机骨架成型体及其制备方法,包括(1)在石墨粉上镀一层导电金属,制得石墨‑金属复合材料;(2)将制得的石墨‑金属复合材料与MOFs材料、粘结剂、塑形剂和液体混合均匀后,混捏、挤条成型;(3)将步骤(2)挤条成型产品烘干、焙烧,即可制得导热增强型金属有机骨架成型体。本发明制备的金属有机骨架成型体具有导热性能好、比表面积高、机械强度好等优点。

技术领域

本发明属于金属有机骨架材料成型技术领域,具体涉及一种导热增强型金属有机骨架成型体及其制备方法。

背景技术

金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是近年来新兴的一族微孔/介孔材料,具有比表面积大、孔隙结构发达、稳定性好、孔道可调以及可根据目标要求作化学修饰等优点,因而在气体存储、气体吸附分离、选择性及手性催化剂、微反应器、分子识别、药物传输、光电性能应用等众多领域具有广阔的应用前景。

然而,常规方法合成的MOFs材料,通常都是粉末状的晶体材料,容易被气体吹跑而不易回收,且会增大传递过程阻力和压力降。因此,MOFs材料成型技术是该多孔材料产业化应用的关键步骤之一。此外,MOFs材料导热性能比较差,而气体吸附或催化反应时通常会放出大量的热量,导致MOFs材料在吸附或催化过程中吸收释放的能量而被加热,严重影响气体吸附容量或催化效率,这极大的限制了它的工业应用。

CN105056896A公开了一种MOFs吸附剂及应用,吸附剂由以下步骤制得:以MOFs材料原粉为基准,添加占MOFs材料原粉质量为2~50%粘结剂、3~60%助挤剂和1~30%水,搅拌捏合均匀后,成型;烘干,焙烧,制得成型的MOFs吸附剂。CN104968425A公开了一种制备含MOFs材料成型体的方法,包括以下步骤:(a)混合含有MOF 和至少一种添加剂的组合物;和(b)将此组合物挤出为成型体,其中MOF在步骤(a)之前进行干燥。其中,至少一种添加剂含有至少一种粘合剂,所述粘合剂是选自氧化物粘合剂和部分有机的粘合剂。但上述方法制备的MOFs成型体存在导热性能差等问题,无法充分发挥MOFs材料的功能。

Ramos-Fernandez 等人采用二次晶种生长法将MIL-101(Cr) 涂敷在蜂窝状堇青石孔道内,得到MIL-101/堇青石复合材料(Ramos Fernandez EV,Garcia Domingos M,etc.MOFs meet monoliths: Hierarchical structuring metal organic frameworkcatalysts[J]. Applied Catalysis A: General.2011, 391(1-2): 261-7)。但这种用原位生长法制备的MOFs成型体中MOFs含量低,比表面积偏小,吸附容量比MOFs粉体下降较多。此外,该成型体也存在导热性能差的问题。

发明内容

针对现有技术的不足,本发明提供了一种导热增强型金属有机骨架成型体及其制备方法。本发明制备的金属有机骨架成型体具有导热性能好、比表面积高、机械强度好等优点。

本发明提供的导热增强型金属有机骨架成型体的制备方法,包括如下步骤:

(1)在石墨粉上镀一层导电金属,制得石墨-金属复合材料;

(2)将制得的石墨-金属复合材料与MOFs材料、粘结剂、塑形剂和液体混合均匀后,混捏、挤条成型;

(3)将步骤(2)挤条成型产品烘干、焙烧,即可制得导热增强型金属有机骨架成型体。

步骤(1)所述石墨粉为本领域常规使用的石墨粉,目数一般不大于300目,优选为200-300目。石墨粉优选采用鳞片石墨粉,导热性能更好。利用鳞片石墨粉特有的层状结构,使得石墨-金属复合材料既可以增加物料之间的粘合力,又能减少物料和挤条间金属的外摩擦力,容易脱模。

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