[發明專利]一種復合吸附材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610024739.5
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105498690A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 吳起白;張海燕;王山星;余小芬;錢艷楠
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30
• 代理公司: 廣州致信偉盛知識產權代理有限公司 44253
• 代理人: 彭玲

技術領域

本發明涉及吸附式制冷領域，具體涉及一種納米碳-膨脹石墨-氯化鹽復合吸附材 料及其制備方法。

背景技術

對于氨吸附式制冷技術所用的氯化鹽吸附劑，由于氯化鹽易于結塊，不利于氨的 吸附-解吸附過程，目前的研究一般是將氯化鹽與石墨、活性炭等混合形成復合吸附劑來增 加傳熱傳質，以提高制冷效率。如專利2004100667810公開了一種氯化鈣-膨脹石墨混合吸 附劑，由于采用膨脹石墨為基質，混合吸附劑的導熱系數比單純氯化鈣有極大提高。專利 201310134776.8公開了一種復合吸附劑及其制備方法，其中復合吸附劑包括氯化鈣、膨脹 石墨及聚氧化乙烯，通過聚氧化乙烯的加入，避免了吸附劑發生松散、分層、脫落等現象，提 高了吸附劑的機械性能，但對傳熱特效的改善未提及。

另外，目前氯化鹽-石墨復合吸附劑常用簡混或浸漬的方法，將氯化鹽與石墨或活 性炭混合，如專利CN101249420A公開了一種制備膨脹石墨-氯化物復合吸附劑的方法，先將 膨脹石墨壓成塊體，再將壓塊浸入氯化鹽溶液中，然后將浸有氯化鹽溶液的石墨塊烘干，得 到膨脹石墨-氯化物復合吸附劑塊體。但此發明一方面由于浸泡過程很難控制鹽溶液進入 石墨塊體的量，無法準確控制石墨與氯化鹽的混合比例，從而會對材料的吸附性能造成一 定的影響，另一面氯化鹽在石墨基體中的分散性能也有待改善。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的首要目的在于提供一種復合吸附材料， 該復合吸附材料在保證材料的吸附性能的同時具有高導熱性。

本發明的另一目的在于提供上述復合吸附材料的制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現：

一種復合吸附材料，按重量份計，包括如下組分：

氯化鹽60份～70份

膨脹石墨30份～40份

納米碳顆粒0.5份～10份。

氯化鹽-石墨復合材料是一種應用于吸附制冷的吸附劑，通過氯化鹽對氨工質的 吸附解吸循環，形成制冷的功能。由于氯化鹽在吸附解吸過程中易于板結，不利于長時間循 環使用，因此添加石墨填充，既利用石墨良好的導熱性促進吸附，又利用石墨作為骨架填充 在氯化鹽中，形成孔洞，減少氯化鹽的結塊，提高氨的滲透。而本發明在此基礎上，添加碳納 米顆粒進一步加強了復合材料的導熱特性，但也要避免添加過多影響空隙的密度，從而降 低吸附解吸性能。碳納米顆粒的添加量低于0.5份，整體復合材料的導熱系數基本沒有變 化；碳納米顆粒的添加量高于10份，則可能會影響吸附解吸性能。優選的，所述納米碳顆粒 為1份～6份。

其中，所述納米碳顆粒為碳包金屬納米顆粒或碳包合金納米顆粒中的一種。

優選的，所述碳包金屬納米顆粒為碳包鎳納米顆粒、碳包鋁納米顆粒、碳包鐵納米 顆粒或

碳包鈷納米顆粒中的一種或幾種，優選碳包鎳納米顆粒或碳包鋁納米顆粒。

優選的，所述碳包合金納米顆粒為碳包鐵鋁納米顆粒或碳包鐵鎳納米顆粒中的一 種或幾種。

本發明所述的碳包金屬/合金納米顆粒可通過市購獲得，也可以通過本領域的公 知的方法制備，如等離子體電弧法等。

本發明所述的碳包金屬/合金納米顆粒具有核-殼結構，內部是幾十納米的金屬或 合金顆粒，外圍包裹了一層碳膜。金屬或合金的導熱性能遠高于石墨，但易被腐蝕，納米碳 層能有效保護金屬或合金內核不被腐蝕，與傳統的導熱介質如石墨相比，納米碳結構具有 更高的導熱系數和較低的傳熱界面熱阻，因此在現有氯化鹽-膨脹石墨吸附劑基礎上通過 添加碳包金屬/合金納米顆粒，可明顯提高復合吸附劑的傳熱性能。

其中，所述氯化鹽為氯化鈣、氯化鍶、氯化錳、氯化鐵、氯化鋇或氯化鎳中的一種或 幾種，優選氯化鈣或氯化鍶。

其中，所述膨脹石墨可通過市購獲得，也可以通過將天然石墨在400-800^oC下加熱 處理10-20分鐘得到。

本發明上述的復合吸附材料的制備方法，包括如下步驟：

（1）將納米碳顆粒溶于乙醇，超聲處理10-30分鐘；

（2）加入膨脹石墨，繼續超聲處理10-30分鐘；

（3）加入氯化鹽，再超聲處理10-30分鐘，得到混合懸浮液，；

（4）將步驟（3）得到的混合懸浮液加熱并同時攪拌，使乙醇快速揮發，得到粘稠狀物體；