[發(fā)明專利]用于制造碳化硅的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200980128538.8 | 申請日： | 2009-05-18 |
| 公開（公告）號： | CN102099289A | 公開（公告）日： | 2011-06-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | D·馬;L·古;X·鮑;W·沈 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學院大連化學物理研究所;英國石油有限公司 |
| 主分類號： | C01B31/36 | 分類號： | C01B31/36;C04B35/565 |
| 代理公司： | 中國專利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 王倫偉;林毅斌 |
| 地址： | 中國大連市中*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 制造 碳化硅 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及碳化硅的制造，更具體地涉及用于制造碳化硅泡沫的方法。
背景技術(shù)
碳化硅具有高的機械強度、高的化學和熱穩(wěn)定性、以及低的熱膨脹系數(shù)。為此，其作為催化劑的載體，特別是在高溫反應(yīng)中，是吸引人的。
Ivanova等人在J.Amer.Chem.Soc.，2007，129(11)；3383-3391和J.Phys.Chem.C，2007，111，4368-74中描述了包括碳化硅和沸石ZSM-5的催化劑，以及所述催化劑在甲醇對烯烴反應(yīng)中的用途。所述碳化硅為擠出形式或泡沫狀的。
通常，催化劑載體的合意特征是高表面積和高孔隙率，這使得能夠?qū)崿F(xiàn)在載體上高的催化劑負載和分散，并且還降低擴散限制。盡管碳化硅通常具有低的孔隙率和表面積，但Ivanova在上述文獻中使用的碳化硅使用Ledoux等的方法制備，如US?4,914,070和J.Catal.，114，176-185(1988)中所述。該方法包括硅與二氧化硅在1100至1400℃反應(yīng)以形成SiO蒸氣，其隨后在1100至1400℃與表面積至少200m2g-1的反應(yīng)性的且細分的碳接觸。所得SiC材料是表面積至少100m2g-1的SiC顆粒的聚集體。Ledoux報道了將所得SiC作為車輛廢氣催化劑和加氫脫硫催化劑中的適當組分。
制備多孔SiC材料的另外的方法由Wang等報道于J.Porous?Mater.，2004，11(4)，265-271中，其中將碳化硅前體例如聚甲基硅烷沉積在模板上并隨后在惰性氣氛下固化和熱解所述混合物，所述模板選自纖維素纖維、碳納米管、碳纖維、玻璃纖維、尼龍纖維或二氧化硅。在二氧化硅或玻璃的情況下通過HF蝕刻或?qū)τ诨谔嫉暮陀袡C的模板通過在空氣中于650℃煅燒而除去所述模板。
Sun等人在J.Inorg.Mater.，2003，18(4)，880-886中描述了某方法，其中將碳化硅粉末和糊精一起研磨，成形，并在氧氣氛中于1400℃燃燒以制造多孔碳化硅。
EP-A-1449819描述了用于制造多孔碳化硅的方法，其中將包括硅粉和充當碳源的樹脂的漿料施加至海綿狀多孔體，例如紙或塑料，并在900至1320℃在真空或惰性氣氛下碳化。然后于1300至1800℃在真空或惰性氣氛下將熔化的硅施加于所得結(jié)構(gòu)。
US?6,887,809描述了用于制備開孔碳化硅泡沫的方法，其通過如下進行：制備碳化硅顆粒和燒結(jié)添加劑(例如硼、碳或硼/鋁/碳)顆粒的懸浮液，將該懸浮液涂覆在泡沫網(wǎng)絡(luò)材料(例如聚氨酯泡沫或其它有機的合成或天然材料的纖維)上，并在惰性氣氛或真空下于＞1800℃加熱該經(jīng)涂覆的材料。
Zhang等在Guisuanyan?Tongbao(2000)，19(5)，40-43中描述了通過將SiC、碳和Al2O3/K2O/SiO2粘結(jié)劑的混合物加熱至1160℃-1320℃的溫度來制造多孔碳化硅。
Suwanmethanond等在Ind.Eng.Chem.Res.，2000，39，3264-3271中描述了通過在氬氣氛下加熱碳化硅顆粒和燒結(jié)助劑來制造多孔碳化硅。將碳用作燒結(jié)助劑被描述為困難的，且使用碳化硼和酚醛樹脂在產(chǎn)生良好的孔隙率和輸送特性方面更加有效。
Fitzgerald等在J.Mater.Sci，30(1995)，1037-1045中描述了通過如下形成微孔SiC泡沫：首先通過在壓力下和在氬氣氛下用聚碳硅烷(polycarbosilane)處理多孔鹽坯塊產(chǎn)生聚碳硅烷泡沫，并在三周時期內(nèi)通過用水瀝濾而除去所述鹽。然后在100-190℃氧化所述聚碳硅烷泡沫，并隨后熱解以制造SiC泡沫。
Kim等在J.Am.Ceram.Soc.，88(10)，2005，2949-2951中描述了通過如下制造微孔SiC陶瓷的方法：將聚硅氧烷、酚醛樹脂、聚合微珠和Al2O3-Y2O3的混合物壓制成盤，在空氣中加熱至180℃，隨后在氮氣下于1200℃熱解，并隨后在氬氣下加熱至1650℃。
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