[發明專利]一種采用高性能炭基吸附劑儲存氫氣的方法

無效

• 申請號: 201110265560.6
• 申請日: 2011-09-08
• 公開（公告）號: CN102423689A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 周桂林;謝紅梅;劉輝
• 申請（專利權）人: 重慶工商大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C01B3/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 周維鋒

技術領域

本發明涉及一種吸附劑的制備方法，特別涉及一種高性能炭基氫氣儲存吸附劑的制備方法。

背景技術

氫資源豐富、可再生、環境友好及熱值高等特點，使H₂被看作是理想的用于替代化石燃料(如：石油、煤及天然氣等)的能源資源。氫是宇宙中最豐富的元素之一，地球上的物質66?%是由氫組成。H₂具有非常高的燃燒值，可用作飛機、汽車等內燃機燃料，而燃燒后H₂O是唯一產物，故氫氣被視為理想的清潔燃料。氫氣來源非常廣泛，可通過電解水，石油、天然氣、煤等化石燃料制取，也可由常規燃料醇、烴類制得，也可以由生物質制取?(如，細菌制氫、發酵制氫等)。氫能汽車在發達國家相繼出現是氫能車載利用的實例，但仍不能在市場上流通，氫氣的車載儲存是限制其發展的重要原因，即使在273?K、6.0?MPa下，其氫氣的重量儲存量僅0.59?%，遠不能滿足實際情況的正常使用，氫氣的車載儲存也是今后實際應用中必須突破的瓶頸。目前儲氫方式主要有五種：1.)?高壓儲氫；2.)?液態儲氫；3.)?金屬化合物儲氫；4.)?有機物儲氫；5.)?吸附儲氫；其中將炭材料用于H₂吸附儲存是較理想的一種H₂儲存方式。活性炭是一種具有復雜的多孔結構及大的比表面積的炭材料，在低溫下表現出了良好的H₂吸附特性，而受到了人們高度的重視，早在1967年就有關于活性炭用于H₂吸附儲存的報道。近些年，超高比表面積活性炭的問世，進一步引起了人們研究H₂在超高比表面積活性炭上的吸附性能的興趣。超高比表面積活性炭具有更大的比表面積、孔徑更小且分布更均勻，更適宜分子尺寸較小的H₂吸附儲存。目前將活性炭用于H₂吸附儲存的研究主要集中在理論上的研究，為了獲得具有高的H₂吸附性能的活性炭吸附劑，從活性炭吸附劑制備入手，探索活性炭吸附劑制備條件對氫氣吸附儲存性能的影響，開發具有高的氫氣吸附性能的吸附劑，這為氫能的開發利用具有重要意義。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種采用高性能炭基吸附劑儲存氫氣的方法，采用該方法不僅氫氣吸附儲存量大，而且方法簡單，成本較低。

該發明目的是通過以下技術方案實現的：一種采用高性能炭基吸附劑儲存氫氣的方法，包括以下步驟：

a，將重量比KOH/碳為2.0～4.0的活化劑KOH和石油焦充分攪拌混合；

b，將混合好的原料置于活化爐中，于N₂氣氛中以升溫速率為2～10?℃?/min從室溫升至800～900?℃，并在終點溫度下活化60～120?min；

c，待活化反應結束且溫度降到室溫時，取出樣品經水洗至中性，再在120?℃下烘烤8—12小時制得高性能炭基吸附劑；

d,將步驟c所制備的高性能炭基吸附劑5—11?g裝入吸附管中，在120?℃下減壓脫氣處理240?min；

e，d步驟處理結束后，自然冷卻并通過溫度調節器將溫度調到0～30℃的吸附溫度；

f，恒溫120?min后，將純度不小于99.999?%的氫氣通入到吸附壓力為0～9.0?MPa的吸附管中，恒溫吸附平衡360?min即可。

進一步，步驟a中，KOH/石油焦重量比為3.0；步驟c中，終點活化溫度為800?℃，活化處理時間為90?min。?

本發明的有益效果：采用本方法儲存氫氣，通過吸附劑制備條件的調變，在較溫和的條件下制得具有高氫氣吸附性能的吸附劑，與成品活性炭用于氫氣吸附儲存相比，本方法具有吸附劑的制備方法簡單、價格低廉、氫氣吸附性能可調，氫氣吸附儲存量大等優點。?

具體實施方式

本發明的一種采用高性能炭基吸附劑儲存氫氣的方法，包括以下步驟：

a，將重量比KOH/碳為2.0～4.0的活化劑KOH和石油焦充分攪拌混合；

b，將混合好的原料置于活化爐中，于N₂氣氛中以升溫速率為2～10?℃?/min從室溫升至800～900?℃，并在終點溫度下活化60～120?min；

c，待活化反應結束且溫度降到室溫時，取出樣品經水洗至中性，再在120?℃下烘烤8—12小時制得高性能炭基吸附劑；

d,將步驟c所制備的高性能炭基吸附劑5—11?g裝入吸附管中，在120?℃下減壓脫氣處理240?min；