[发明专利]一种特种碳素材料的电触媒催化剂的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂载体材料技术领域，尤其是涉及一种特种碳素材料电触媒催化剂及其制备方法。

背景技术

目前，电触媒催化剂多数采用活性炭为载体来制备。用活性炭为载体制备电触媒催化剂时，活性金属很容易进入到活性炭载体的微孔当中，而微孔中的活性金属很难参与反应，从而造成活性金属的利用率降低；其次催化剂活性与表面上活性金属的分散度及其与载体的相互作用有很大的关联。如何提高活性金属在载体表面的分散度，同时减弱载体的强相互作用，成为高活性电触媒催化剂制备的关键。活性炭载体的缺点是机械强度低，成本高。

氧化铝经表面覆盖炭得到的载体机械强度较高，可作为活性炭载体的替代品使用。现有技术中，常采用以下方法制备覆盖炭载体：一种是采用不锈钢反应器，以氮气为载气，蒽为炭前体在γ-Al₂O₃上高温分解覆盖炭；一种方法是采用半导体炭膜材料技术，将γ-Al₂O₃等难熔氧化物放置在垂直石英管反应器内，从上部通入有机物如苯、乙烯等烃类物质。以上方法制备过程复杂，成本高。

CN1648214A提出了一种含碳馏分油加氢精制催化剂的制备方法，催化剂中的碳是在载体成型时加入炭黑粉或碳前身物得到的，碳和氧化铝的重量混合比为1:99-20:80。由于加入这些碳前身物，在含氧气氛中载体的焙烧温度就不能太高，否则碳将氧化失去，因此对于一些载体需要高温处理的催化剂而言，该方法不可行，而且过多的炭黑粉的加入会影响到催化剂的强度，不利于大规模应用。

CN101722051A提出了一种含碳催化剂载体的制备方法，先制备无碳多孔无机耐熔氧化物载体，在无碳无机耐熔氧化物载体上浸渍碳前身物，在制备无碳载体和/或浸渍碳前身物时引入金属助剂，然后将负载碳前身物和金属助剂的多孔无机耐熔氧化物载体热处理，碳前身物分解为碳，即制得含碳催化剂载体。采用该制备方法，活性金属很容易进入到没有用的微孔当中，造成催化剂中活性金属的利用率降低，从而降低催化剂的活性。

特种碳素材料是采用碳粉等为原料，煤沥青等为粘接剂，经破碎、配料、混捏、成型、烧结、浸渍、碳化、机械加工等一系列工艺制造的一种电触媒催化剂材料。广泛的应用于实验室化学检测，水处理检测等等化工领域。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种特种碳素材料的电触媒催化剂的生产方法。本发明制备得到的碳素材料能使催化剂中活性金属的利用率大大增加，从而可以达到增加催化剂活性的目的。

本发明的技术方案如下：

一种特种碳素材料的电触媒催化剂的生产方法，包括以下步骤：将制取电触媒催化剂的原材料粉碎成粉末，然后将溶剂和粘接剂混合成均匀的液体，再向混合均匀的液体中加入粉碎后的电触媒催化剂的原材料并继续混匀成为浆料，再依次经干燥、成型、破碎筛分、焙烧、浸渍、碳化与二次破碎筛分，制得电触媒的成品；

所述电触媒催化剂的原材料的组分及各组分的重量百分数为：

所述电触媒催化剂的原材料的各组分中挥发分含量＜15％，硫含量＜0.4％。

优选的，所述将制取电触媒催化剂的原材料粉碎成粉末的粒度≤5um。

优选的，粉碎后的电触媒催化剂的原材料在与溶剂和粘接剂混合之前对其进行形貌处理：将原材料粉末在保护气体的保护下加热到1200℃；所述保护气体为体积比2:1的甲烷和氮的混合气体。这样可以进一步保证原材料的各向同性，同时增加原材料的振实密度和粒度分布范围。

所述溶剂为水、酒精、乙二醇或甲苯；所述粘接剂为沥青、焦油或树脂。优选的，所述粘接剂为高温改性沥青。

所述溶剂与电触媒催化剂的原材料的重量比为20:10～10:20，所述粘接剂占电触媒催化剂的原材料重量的1～10％。

优选的，粉碎后的电触媒催化剂的原材料与溶剂和粘接剂混合成浆料时，向浆料中加入防沉降剂聚二醇醚或/和碳化促进剂碳化二亚胺。所加入的防沉降剂聚二醇醚占电触媒催化剂的原材料重量的0.1～10％，所加入的碳化促进剂碳化二亚胺占电触媒催化剂的原材料重量的0.1～10％。