一种热塑性酚醛树脂基中空炭球的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102633248A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102633248A(43)申请公布日2012.08.15(21)申请号201210089844.9(22)申请日2012.03.30(71)申请人中国科学院山西煤炭化学研究所地址030001山西省太原市桃园南路27号(72)发明人孙国华李开喜(74)专利代理机构太原市科瑞达专利代理有限公司14101代理人刘宝贤(51)Int.Cl.C01B31/02(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书33页页(54)发明名称一种热塑性酚醛树脂基中空炭球的制备方法(57)摘要一种热塑性酚醛树脂基中空炭球的制备方法在20-50℃下调制含有1-10wt%分散剂的水溶液；按酚醛树脂：固化剂：分散剂水溶液的质量比为：100:3-20:500-1500，在高压釜中搅拌并加热到110-130℃，保温0.5-3小时，然后冷却、过滤、干燥，得中空酚醛树脂球；以氮气作为保护气，中空酚醛树脂球在炭化活化炉中加热到800-1000℃后，恒温0.5-3小时，同时在恒温段过程以100g中空酚醛树脂球，每小时0.1-1.2m3的水蒸气流速活化中空酚醛树脂球，冷却后即得中空炭球。本发明具有球径在0.1mm-1.5mm，球形度为95%-99%的中空炭球，且反应釜的容积产率高，炭球中空度可控的优点。CN1026348ACN102633248A权利要求书1/1页1.一种热塑性酚醛树脂基中空炭球的制备方法,其特征在于包括如下步骤：（1）、在20-50℃下调制含有1-10wt%分散剂的水溶液；（2）、按酚醛树脂：固化剂：分散剂水溶液的质量比为：100:3-20:500-1500，将酚醛树脂颗粒、固化剂和含有分散剂的水溶液同时置入高压釜中，在高压釜中搅拌并且以0.5-5℃/min的升温速率加热到110-130℃，保温0.5-3小时，然后自然冷却、过滤、干燥，得到中空酚醛树脂球；（3）以氮气作为保护气，中空酚醛树脂球在炭化活化炉中以0.5-5℃/min的升温速率加热到800-1000℃后，恒温0.5-3小时，同时在恒温段过程以100g中空酚醛树脂球，每小时0.1-1.2m3的水蒸气流速活化中空酚醛树脂球，然后自然冷却后即得中空炭球。2.如权利要求1的一种热塑性酚醛树脂基中空炭球的制备方法,其特征在于所述的分散剂为聚乙烯醇、十二烷基磺酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物其中一种或任意两种的组合。3.如权利要求1的一种热塑性酚醛树脂基中空炭球的制备方法,其特征在于所述的酚醛树脂是不含固化剂的热塑性酚醛树脂。4.如权利要求3的一种热塑性酚醛树脂基中空炭球的制备方法,其特征在于所述的不含固化剂的热塑性酚醛树脂的软化点为80-130℃之间，颗粒粒度控制在20-80目之间。5.如权利要求1的一种热塑性酚醛树脂基中空炭球的制备方法,其特征在于所述的固化剂是六次甲基四胺、NL固化剂其中一种或任意两种的组合。2CN102633248A说明书1/3页一种热塑性酚醛树脂基中空炭球的制备方法技术领域[0001]本发明属于一种空心炭球的制备，具体地说涉及一种热塑性酚醛树脂基中空炭球的制备方法。背景技术[0002]中空炭球具有良好的热稳定性和化学稳定性，并且质量轻，抗压性能好，因此被广泛应用于缓释材料、吸附材料、润滑剂、催化剂载体、隔热材料等领域。制备中空炭球的方法很多，诸如金属还原、超临界、化学气相沉积、模板等方法。其关键技术是球形度和中空度的控制。刘伯洋（专利公开号：CN1821068A）等采用二茂铁和氯化铵为原料，利用化学气相沉积法制备了微米级中空炭球。该方法虽然能够形成中空炭球，并且容易工业化，但是难以通过单独的改变温度等简单工艺条件直接形成中空炭球，并且能耗高，中空度难以控制。Hu.Gang等[HuG,MaD,ChengM,LiuL,BaoX,Directsynthesisofuniformhollowcarbonspheresbyaself-assemblytemplateapproach.Chem.Commun.2(2002)1948.]以金属钠和六氯代苯为原料采用金属还原法合成出了尺寸均匀的中空炭球。但该方法原料毒性较高，产率低，球形度和中空度难以通过简单的条件来调控。ZhengsongLou等[LouZ,ChenC,etal,Large-scalesynthesisofcarbonspherebyreductionofsupercriticalCO2withmetalliccalcium.Chem.Phys.Lett.421(2006)584.]采用超临界法研究了强还原的Li和Ca还原CO2制备中空炭球。虽然该方法能够部分生成中空炭球，但大部分成纳米管状，难以分离。张学军（专利