[发明专利]一种泡沫金属改性用混合浆料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属改性用混合浆料，具体涉及一种泡沫金属改性用浆料。本发明还涉及利用上述混合浆料对泡沫金属改性的应用方法。

背景技术

Binhong Liu等报道了采用雷尼镍、雷尼钴以及雷尼镍钴等催化硼氢化钠水解发生氢气的方法(Journal of Alloys and Compounds，415，2006，288-293)。反应方程式如下：

NaBH₄+2H₂O→4H₂+NaBO₂

在该报道中，利用粉末雷尼镍、粉末雷尼钴等催化硼氢化钠分解制氢。粉末状雷尼催化剂在实际应用中容易流失，增加了生成氢气与催化剂分离的难度，从而使得其应用受到了限制。在公开号为CN 1774390A的专利申请中利用雷尼镍催化分解硼氢化钠制氢，其采用两种方法解决粉末雷尼镍的流失问题，第一种方法是将雷尼镍附着到有催化剂固定单元的磁体上，浸泡在水中；第二种方法是用聚氨酯泡沫将雷尼镍固定在镍网上，然后储存在蒸馏水中。上述两种方法都使得反应装置更为复杂，当反应液以较大流速流过固定床雷尼镍催化剂，催化剂容易破碎脱落，而且当硼氢化物的浓度降低到2wt％或者以下时，氢气的生成速率降低很快，因而其应用受到限制。

公开号为CN1283359C的专利公开了一种固定床加氢用的骨架金属催化剂及其制备方法，该催化剂是由铝和镍、钴、铜、铁中的一种或多种金属元素的合金粉末，采用拟薄水铝石等无机物制备的胶状物作为粘合剂，田菁粉、羧甲基纤维素等天然或合成的有机物质作为孔道模板剂，直接捏合、成型、焙烧，并经苛性碱溶液活化制得。其实施例中的合金粉末均是镍铝合金粉末，培烧后的催化剂只含有镍一种成分，故存在机械强度低的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种泡沫金属改性用混合浆料，利用该混合浆料对泡沫金属改性后即可制得固定床雷尼催化剂，其具有较高的催化活性，较强的机械强度和较长的使用寿命。

本发明的另一目的是提供利用上述混合浆料对泡沫金属改性的方法。

为实现上述发明目的，本发明的发明人在现有技术的基础上进行了大量的研究和创造性的劳动，研制出了泡沫金属改性用混合浆料，利用该混合浆料对泡沫金属改性后得到固定床雷尼催化剂，具有较高的催化活性，较强的机械强度和较长的使用寿命，可用于硼氢化物水解制氢，取得了出乎意料的效果。所述的混合浆料包括水20-50重量份和铝粉20-80重量份，所述的铝粉的粒度为40—400目；其制备方法是将水和铝粉混合均匀，即得。

所述的混合浆料还包括有机粘结剂0.4-5.0重量份和/或胶状无机粘结剂，所述胶状无机粘结剂中含有的无机粘结剂为5-25重量份；其制备方法是将水、铝粉、有机粘结剂和/或胶状无机粘结剂混合均匀，即得。

所述的混合浆料还包括合金元素，所述的合金元素为Mg、Ca、Sr、Ba、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Si、Zr、La、Ce、Mo、W中的一种或其中的几种的混合物；其制备方法是将水、铝粉和合金元素混合均匀，即得；或将水、铝粉、合金元素、有机粘结剂和/或胶状无机粘结剂混合均匀，即得。所述合金元素为泡沫金属的0-1wt％。

所述胶状无机粘结剂是向无机粘结剂中加入溶胶剂制备而得。

所述无机粘结剂为拟薄水铝石和/或铝凝胶；所述的溶胶剂为硝酸溶液、盐酸溶液或者硫酸溶液。

所述有机粘结剂为田菁粉、聚乙烯、淀粉、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、环糊精中的一种或其中几种的混合物。

一种泡沫金属改性的方法，包括下述步骤：

①将混合浆料涂抹或喷涂在20-80重量份的泡沫金属上，放置1-10小时，得涂覆泡沫金属；所述的泡沫金属为泡沫镍、泡沫钴、泡沫铂或泡沫钯；

②将步骤①制备的涂覆泡沫金属在保护气氛下，在温度为600-1700℃条件下焙烧0.1-5小时后，得成型雷尼合金；温度优选为660-800℃条件下焙烧0.1-5小时，所述保护气体为氮气或惰性气体。

③将步骤②制备的成型雷尼合金在温度为70-90℃条件下，在碱性溶液中浸取1-48h，即得固定床雷尼催化剂。所述碱性溶液为5-40wt％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液。