專利名稱：含有碳纖維的多孔儲氨混合物樣塊及其制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種含有碳纖維的多孔儲氨混合物樣塊及其制備方法，應用于汽車尾氣后處理系統(tǒng)以及燃料電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
能源危機和環(huán)境污染是人類進入二十一世紀必須面對的兩個非常嚴峻的問題。在傳統(tǒng)汽車的排放達標的技術(shù)手段選擇方面，以及新能源汽車的燃料供給技術(shù)方面人們?nèi)匀幻媾R不少的難題。汽車尾氣后處理系統(tǒng)是依靠尿素還原劑的精確供給并在催化劑的前端分解成氨氣后來去除NOX危害物，達到凈化尾氣的目的，實現(xiàn)車輛的國4或以上的標準的達標。但是，在實際使用中，這種依靠尿素分解成氨氣的液體尿素的計量噴射存在許多不足和難點，例如，尿素溶液在-ire環(huán)境下結(jié)冰堵塞的問題，需要額外的管路加熱系統(tǒng)來解決。而對于突破能源困境，解決未來能源問題的新能源汽車發(fā)展問題，氫燃料電池汽車被公認是一個極為重要的技術(shù)路線。但是，如何穩(wěn)定的獲得氫氣來源是個制約本領域發(fā)展的不小的難題。氨氣是一種含氫密度較高的一類氫前驅(qū)體，常溫下非?；顫姡瑯O易擴散，但不容易存儲。如果能夠解決好氨氣的儲存問題，就可以開辟一條新的氨氣利用的技術(shù)路線。在國家專利信息網(wǎng)，以“儲氨”為主題詞檢索，專利號為CN201120099229. 7的‘一種氣相法烏洛托品尾氣氨回收裝置’、專利號為CN201020677361. 7的‘用于冷庫機房的配氨連接機構(gòu)’、專利號為CN201020269811.9的‘復合功能型儲氨器’、專利號為CN200520057558. X的‘一種蒸氨裝置’、專利號為CN201010244091. 5的‘用于對SCR催化劑的工作進行檢驗的方法和系統(tǒng)’、專利號為CN200880104697. X的‘SCR排氣后處理系統(tǒng)的運行方法及診斷方法’專利號為CN200910197860. 8的‘一種高效低溫儲氨材料的制備方法’、CN200710156866. I的‘一種氨基絡合物及其制備方法和用途’等8個專利均與本發(fā)明所提及的金屬鹽固體混合物無關(guān)。專利號為CN200680005886. 2的‘氨的高密度存儲’專利包含氨吸收/解吸固體材料，該材料容易制備和處理并可以極高密度的存儲氨，并且氨在受控條件下容易釋放。但是，該專利是采用固體料直接模壓成型，采用粘結(jié)劑，僅僅聲明了可能是二氧化硅纖維粘結(jié)齊U，并沒有加量比例，其它權(quán)利要求項和實施例中的也僅僅聲明固體材料可能包括顆粒材料、多孔材料、晶體材料、無定形材料或它們的結(jié)合物組成，沒有明確權(quán)利要求細項，本行業(yè)技術(shù)人士幾乎無法實施。眾所周知，碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)類似人造石墨，是亂層石墨結(jié)構(gòu)，是一種力學性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7、倍，抗拉彈性模量為23(T430Gpa亦高于鋼。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方、向表現(xiàn)出很高的強度。碳纖維比重小，因此有很高的比強度，是由含碳量較高，在熱處理過程中不熔融的人造化學纖維，經(jīng)熱穩(wěn)定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。碳纖維的主要用途是與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合，制成結(jié)構(gòu)材料。碳纖維復合材料都頗具優(yōu)勢包括以下幾個特點高強度、出色的耐熱性、出色的抗熱沖擊性、低熱膨脹系數(shù)、熱容量小、比重小、抗腐蝕與輻射性能優(yōu)秀。
鑒于此，本發(fā)明將依托具有超強吸附能力的氯化鍶粉末，在某些特定條件下可以進行氨氣的吸附和解吸的原理，制備出一種可以存儲氨氣的活性混合物多孔固體樣塊。而且，該混合物多孔固體樣塊中還添加了有一定量的碳纖維，大大增加了金屬鹽粉末之間的結(jié)合力，提高了由其制備出的混合物樣塊的機械強度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種含有碳纖維的多孔儲氨混合物樣塊及其制備方法，其制備的儲氨活性混合物具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不容易粉化的優(yōu)點，在制備儲氨活性混合物多孔固體樣塊的過程中，還添加了適量的工業(yè)硅溶膠，有效地改善了混合物樣塊的粘度及比表面積。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的含有碳纖維的多孔儲氨混合物樣塊，由無水氯化鍶、碳纖維和工業(yè)硅溶膠組成，其特征在于其制備方法，具體步驟如下按重量百分比，將工業(yè)無水氯化鍶鹽粉末58 80wt%、碳纖維4 12wt%、工業(yè)用硅溶膠4 llwt%、去離子水5 llwt%的和工業(yè)酒精4 16Wt%組成混合物，通過攪拌機攪拌均勻，攪拌時間為flOh，形成半干性的混合粉體；該粉體添加到一可敞開式的密閉容器內(nèi)進行機械振蕩3(T60min，再在6(T80°C，真空度為I KT1Kpa的條件下干燥2 3h，或在6(TlO(rC的溫度下干燥3 4h。本發(fā)明的積極效果是其制備的儲氨活性混合物具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不容易粉化的優(yōu)點，在制備儲氨活性混合物多孔固體樣塊的過程中，還添加了適量的工業(yè)硅溶膠，有效地改善了混合物樣塊的粘度及比表面積，所制備的混合物多孔固體樣塊是集中使用，滿足大容量氨氣的儲存和釋放的使用要求。


圖I是本發(fā)明含有碳纖維的儲氨混合物多孔固體樣塊吸附氨氣后的熱失重曲線。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明
實施例I
將58wt%的工業(yè)無水氯化銀鹽粉末、4wt%的碳纖維、Ilwt%工業(yè)用娃溶膠、Ilwt%的去離子水和16wt%的工業(yè)酒精組成混合物，通過攪拌機攪拌均勻，攪拌時間為I小時，形成半干性的混合粉體；該粉體添加到一可敞開式的密閉容器內(nèi)進行機械振蕩60min，再在80°C，真空度為KT1Kpa的條件下干燥2h，即可得含有5. 4wt%碳纖維的儲氨活性混合物多孔固體樣塊。將IOg多孔固體樣塊進行充氨，在自然通風的環(huán)境下進行，事先將可敞開式的密閉容器放入一個水量足夠大的冷卻水的水槽中，連接氨鋼瓶，通過減壓閥和干燥系統(tǒng)，在0. 3Mpa的壓力范圍內(nèi)緩緩的進行充氨，充氨時間為5h ;充氨后該樣塊質(zhì)量為13. 9g,即吸附氨氣3. 9g。然后再將樣塊在300°C下進行加熱處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加熱后樣塊質(zhì)量變?yōu)?2. 2g,即釋放了氨氣I. 7g，解吸效率為43%。圖I是該混合物多孔固體樣塊吸附氨氣后的熱失重曲線，氨氣失重率為12%。實施例2
將80wt%的工業(yè)無水氯化銀鹽粉末、7wt%的碳纖維、4wt%工業(yè)用娃溶膠、5wt%的去離子水和4wt%的工業(yè)酒精組成混合物，通過攪拌機攪拌均勻，攪拌時間為5小時，形成半干性的混合粉體；該粉體添加到一可敞開式的密閉容器內(nèi)進行機械振蕩60min，再在60°C，真空度為IKpa的條件下干燥3h，即可得含有7. 6wt%碳纖維的儲氨活性混合物多孔固體樣塊。將IOg多孔固體樣塊進行充氨，在自然通風的環(huán)境下進行，事先將可敞開式的密閉容器放入一個水量足夠大的冷卻水的水槽中，連接氨鋼瓶，通過減壓閥和干燥系統(tǒng)，在
0.5Mpa的壓力范圍內(nèi)緩緩的進行充氨，充氨時間為8h ;充氨后該樣塊質(zhì)量為14. 4g,即吸附 氨氣4. 4g。然后再將樣塊在30(TC下進行加熱處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加熱后樣塊質(zhì)量變?yōu)?0. 7g，即釋放了氨氣3. 7g，解吸效率為84%。實施例3
將72wt%的工業(yè)無水氯化鍶鹽粉末、12wt%的碳纖維、5wt%工業(yè)用硅溶膠、5wt%的去離子水和6wt%的工業(yè)酒精組成混合物，通過攪拌機攪拌均勻，攪拌時間為10小時，形成半干性的混合粉體；該粉體添加到一可敞開式的密閉容器內(nèi)進行機械振蕩30min，再在100°C的溫度下干燥3h即可得含有13. 8wt%碳纖維的儲氨活性混合物多孔固體樣塊。將IOg多孔固體樣塊進行充氨，在自然通風的環(huán)境下進行，事先將可敞開式的密閉容器放入一個水量足夠大的冷卻水的水槽中，連接氨鋼瓶，通過減壓閥和干燥系統(tǒng)，在
0.4Mpa的壓力范圍內(nèi)緩緩的進行充氨,充氨時間為2h ;充氨后該樣塊質(zhì)量為14g,即吸附氨氣4g。然后再將樣塊在300°C下進行加熱處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加熱后樣塊質(zhì)量變?yōu)?0. 6g，即釋放了氨氣3. 4g，解吸效率為85%。
權(quán)利要求
1.含有碳纖維的多孔儲氨混合物樣塊，由無水氯化鍶、碳纖維和工業(yè)硅溶膠組成，其特征在于其制備方法，具體步驟如下按重量百分比，將工業(yè)無水氯化鍶鹽粉末58 80wt%、碳纖維4 12wt%、工業(yè)用硅溶膠4 llwt%、去離子水5 llwt%的和工業(yè)酒精4 16wt%組成混合物，通過攪拌機攪拌均勻，攪拌時間為廣10h，形成半干性的混合粉體；該粉體添加到一可敞開式的密閉容器內(nèi)進行機械振蕩3(T60min，再在6(T80°C，真空度為flOlpa的條件下干燥2 3h，或在6(TlO(TC的溫度下干燥3 4h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含有碳纖維的多孔儲氨混合物樣塊，由無水氯化鍶、碳纖維和工業(yè)硅溶膠組成，其特征在于其制備方法，具體步驟如下按重量百分比，將工業(yè)無水氯化鍶鹽粉末58~80wt%、碳纖維4~12wt%、工業(yè)用硅溶膠4~11wt%、去離子水5~11wt%的和工業(yè)酒精4~16wt%組成混合物，通過攪拌機攪拌均勻，攪拌時間為1~10h，形成半干性的混合粉體；該粉體添加到一可敞開式的密閉容器內(nèi)進行機械振蕩30~60min，再在60~80℃，真空度為1~10-1Kpa的條件下干燥2~3h，或在60~100℃的溫度下干燥3~4h。其制備的儲氨活性混合物具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不容易粉化的優(yōu)點，在制備儲氨活性混合物多孔固體樣塊的過程中，還添加了適量的工業(yè)硅溶膠，有效地改善了混合物樣塊的粘度及比表面積。
文檔編號B01J20/30GK102744037SQ20121023880
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者于力娜, 姜濤, 安宇鵬, 崔龍, 張克金, 王丹, 王金星, 許德超 申請人:中國第一汽車股份有限公司