[發明專利]內部結構可控的高強度多孔毫米碳球及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010900932.7
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112028050B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 楊恒權;薛楠;劉憲
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;B01J21/18;B01J23/46;B01J23/75;B01J32/00;B01J35/08;B01J35/10;C07D307/33
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 郭海燕

1.內部結構可控的高強度多孔毫米碳球的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將間苯二酚溶于鹽酸溶液，在攪拌狀態下加入三聚氰胺，超聲后攪拌使其變為黏稠狀混合液，間苯二酚與三聚氰胺的摩爾比為0.1～7.0:0.1～7.0；所述鹽酸溶液的濃度為1.0～5.0mol/L；

步驟2，將黏稠狀混合液加入注射泵中，連續滴落在平鋪的疏水性二氧化硅粉末基底上，液滴緩慢滾動形成具有二氧化硅疏水殼的前驅體液珠；

步驟3，將前驅體液珠放入特制蒸汽反應釜的隔離支架上，隔離支架下方加入甲醛溶液，密封特制蒸汽反應釜后進行反應，將隔離支架上的前驅體液珠取出并真空干燥，再將前驅體液珠進行碳化，即可得到高強度多孔毫米碳球；

其中甲醛溶液的質量分數為35～40％；所述反應的溫度為70～100℃，時間為5min～24h；所述真空干燥的溫度為70～120℃，時間為2～12h；

所述碳化的具體步驟為：在純氮氣氛圍或在體積分數5％H₂，其余為N₂的混合氣氛圍下，以2℃/min升溫速率從室溫加熱到350℃維持2小時，然后再以1℃/min升溫速率至600℃維持3小時進行碳化。

2.根據權利要求1所述的內部結構可控的高強度多孔毫米碳球的制備方法，其特征在于，所述步驟1中超聲的時間為0.1～2h；所述超聲后攪拌的時間為0.5～3.0h。

3.根據權利要求1所述的內部結構可控的高強度多孔毫米碳球的制備方法，其特征在于，所述步驟2中注射泵的針頭內徑為0.05～1.50mm，流速為0.05～1.00mL/min；所述疏水性二氧化硅為瓦克公司的H-18、H-17、H-15、德固賽公司的R974、R972、R202、R812、R812S、R106、R8200中的一種。

4.一種根據權利要求1至3任一項所述內部結構可控的高強度多孔毫米碳球的制備方法得到的內部結構可控的高強度多孔毫米碳球，其特征在于，所述多孔毫米碳球粒徑為1.0～6.0mm，機械強度高達6.0～30.0N，內部結構可控的多孔毫米碳球。

5.根據權利要求4所述的內部結構可控的高強度多孔毫米碳球，其特征在于，所述內部結構為泡沫狀，含空腔。

6.一種根據權利要求1至3任一項所述內部結構可控的高強度多孔毫米碳球的制備方法得到的內部結構可控的高強度多孔毫米碳球的應用，其特征在于，所述多孔毫米碳球負載金屬后直接填充到固定床反應器中進行催化反應。

7.根據權利要求6所述的內部結構可控的高強度多孔毫米碳球的應用，其特征在于，所述金屬為釕、鈷、鈀、銠、銅、鋅中的一種；所述催化反應為乙酰丙酸加氫成γ-戊內酯反應、苯加氫反應、硝基化合物加氫反應、醛類化合物加氫反應中的一種。