[發明專利]一種常溫吸氣復合材料及其制品

有效

• 申請號: 201911259187.6
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN110918045B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 邸小波;劉蒙蒙;張建軍
• 申請（專利權）人: 西華大學;成都埃斯特新材料科技有限公司
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J23/89;B01D53/86;B01D53/46;B01D53/62
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 任君;陳益思

本發明屬于吸氣材料技術領域，具體涉及一種常溫吸氣復合材料及其制品。本發明所述常溫吸氣復合材料為多組分混合物，包括堿土金屬氧化物、稀土金屬氧化物、過渡金屬、過渡金屬氧化物。吸水率高，吸氣徹底，氣體平衡壓更低，能有效維持良好的真空環境，添加過渡金屬不僅提高了吸氣能力，更可通過與金屬氧化物發生協同效應，大大增強催化作用，從而助力復合吸氣材料整體性能的大幅提升，另外該吸氣復合材料不含毒害物質，對人體和環境友好，應用條件要求低，具有極大的推廣價值和應用前景。

技術領域

本發明屬于吸氣材料技術領域，具體涉及一種常溫吸氣復合材料及其制品。

背景技術

吸氣材料主要應用于電真空器件和真空隔熱容器等領域。在電真空領域主要以鋯基或鋇基類合金吸氣材料為主，該類吸氣材料需要在400℃以上高溫激活或者蒸散，適用于壓力小于0.01Pa的真空環境中，總吸氣量小。在真空隔熱領域，如低溫液體的儲運杜瓦容器、低溫流體的輸送管道、真空保溫杯、真空隔熱材料等，除了部分可使用高溫吸氣材料外，主要使用改性分子篩、干燥劑、過渡金屬氧化物、貴金屬氧化物等作為吸氣材料，但這些吸氣材料或多或少存在一些性能上的缺陷。

本申請人之前申請的專利CN109692652A公開了一種無需高溫激活的常溫納米復合吸氣劑，由納米氧化鈣粉末，氧化鈀與銅、鈷及鎳中至少一種金屬氧化物以及二氧化鈦與氧化鈰組成的混合物以粉末形式包裝于透氣的聚合物袋中，用于在常溫下吸附真空絕熱材料內的殘余氣體，但是該吸氣材料的吸氧能力較差，而且催化效果有限，整體性能還有待提高。

因此，吸氣材料技術領域，亟需一種對人體安全、對環境友好且常溫即可發揮作用、綜合性能優良的吸氣材料。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種常溫吸氣復合材料，該吸氣復合材料無需高溫激活，在常溫下即可有效吸附真空環境中的殘余氣體，維持真空器件內良好的真空環境，并且對人體安全、對環境友好、綜合性能優良，并提供一種采用了前述常溫吸氣復合材料的吸氣制品。

為實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案是：一種常溫吸氣復合材料，為多組分混合物，包括堿土金屬氧化物、稀土金屬氧化物、過渡金屬、過渡金屬氧化物。相比專利CN109692652A，過渡金屬的添加，不僅提高了復合材料的吸氣能力，而且過渡金屬與過渡金屬氧化物發生了協同效應，還大大增強了催化作用，從而助力復合吸氣材料整體性能的大幅提升。

進一步的，所述堿土金屬氧化物包括氧化鈣，所述稀土金屬氧化物包括氧化鈰，所述過渡金屬包括鈀，所述過渡金屬氧化物包括氧化鈀、二氧化鈦、氧化銅、氧化亞銅。氧化鈣主要用于吸附水分和二氧化碳，氧化鈰和二氧化鈦主要作為催化載體，供過渡金屬氧化物吸附氫、一氧化碳等還原性氣體，鈀和氧化鈀發揮協同作用，提供更好的催化作用。

進一步的，所述過渡金屬氧化物還包括錳氧化物、鎳氧化物、鉬氧化物中的一種或多種。錳氧化物、鎳氧化物、鉬氧化物的加入豐富了過渡金屬氧化物的種類，也再度增強了吸附氫、一氧化碳等還原性氣體的能力。

進一步的，所述氧化鈣為輕質納米氧化鈣粉末，所述氧化鈣比表面積大于10m²/g，松裝密度小于1.0g/cm³，所述氧化鈣的質量分數大于90％。納米氧化鈣粉末是納米級活性顆粒團聚物，顆粒表面具有多孔結構且顆粒之間也疏松多空，比表面積大，化學活性強，吸水速率比普通的商業氧化鈣高一個量級，使得真空環境中痕量水也能夠得到有效吸附，另外本發明采用高效吸水材料不僅僅能徹底去除水分，有效吸收二氧化碳，更能使復合材料吸附氫、一氧化碳等還原性氣體的能力大幅提升。