三聚氰胺碳分子筛及其制备方法和应用与流程

本发明涉及三聚氰胺碳分子筛及其制备方法和应用，属于吸附剂。

背景技术：

1、碳分子筛(carbon molecular sieves，cms)是20世纪七十年代发展起来的一种新型吸附剂，是一种优良的非极性碳素材料。目前，碳分子筛被广泛用于变压吸附制氮设备中，用于分离n2和o2。

2、目前，传统碳分子筛大多采用炭化法制备得到。该方法是将原料预处理后，捏合与挤调成型，然后在惰性气氛下进行烧结碳化，制得碳分子筛。这种方法主要是利用高温状态下含碳材料中的部分不稳定基团与键桥等产生复杂的热分解反应和热聚合反应，使得孔径得到扩张和紧缩，使碳化产物的孔隙得以拓展。炭化法制备碳分子筛，其方法简单，成本低，但对原材料要求很高，大多采用树脂材料或椰子壳、山核桃、核桃壳等挥发分高的材质。且简单的炭化法制备的碳分子筛气体分离效果不好，还需进一步的活化或者碳沉积等工艺，以提高碳分子筛的分离效果。

3、申请号为202210372887.1的发明专利公开了一种高吸附性碳分子筛制备方法，将一定比例的萨冉树脂、碎木屑、无烟煤、酚醛树脂、水、淀粉胶黏剂按照一定比例混合，继而得到混合料，将该混合料碳化后，再活化，加入3-甲基戊烷，再进行碳沉积补孔处理，得到碳分子筛。该方法虽然能提高吸附效果，但其方法复杂，成本较高。

技术实现思路

1、针对以上缺陷，本发明解决的技术问题是提供低成本的碳分子筛的制备方法，通过三聚氰胺原位改性碳分子筛，使其具有很好的吸附效果。

2、本发明三聚氰胺碳分子筛的制备方法，包括以下步骤：

3、a、混料：将三聚氰胺、酚类物质、醛类物质与溶剂混合，得到混合料；

4、b、聚合：将混合料升温聚合，得到聚合产物；

5、c、碳化：将聚合产物在保护气氛下焙烧，得到三聚氰胺碳分子筛。

6、在本发明的一个实施方式中，a步骤的混合料中，三聚氰胺的摩尔量占反应物质摩尔量的5～20％，所述反应物质为三聚氰胺、酚类物质和醛类物质。在一些具体实施方式中，三聚氰胺的摩尔量占反应物质摩尔量的10～15％。在一个具体实施例中，三聚氰胺的摩尔量占反应物质摩尔量的12％。

7、在本发明的一个实施方式中，a步骤中，酚类物质和醛类物质的摩尔比为0.4～1.6:1。

8、在本发明一个具体实施例中，a步骤中，酚类物质和醛类物质的摩尔比为1.2:1。

9、在本发明的一个实施方式中，a步骤中，混合料中，酚类物质的浓度为0.01～0.1g/ml。

10、在本发明的一个实施方式中，酚类物质为苯酚、间苯二酚、间氨基苯酚、对氨基苯酚，醛类物质为甲醛，溶剂为水。

11、在本发明的一个实施方式中，b步骤中，聚合的温度为80～120℃，时间为10～40h；优选聚合的温度为100℃，时间为20h。

12、在本发明的一个实施方式中，c步骤中，焙烧温度为650～850℃，焙烧时间为1～5h；优选焙烧温度为720℃，焙烧时间为3h。

13、本发明还提供所述的三聚氰胺碳分子筛的制备方法制备得到的三聚氰胺碳分子筛。

14、本发明三聚氰胺碳分子筛，采用三聚氰胺与酚醛树脂原料原位聚合制备而成，其方法简单，能够很好的吸附氧气，分离氮气和氧气，制氮效率高。

15、本发明还提供本发明所述的三聚氰胺碳分子筛在变压吸附空气制氮中的应用。

16、本发明三聚氰胺碳分子筛，可用于变压吸附空气制氮中，制氮效率高。

17、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

18、本发明三聚氰胺碳分子筛，采用三聚氰胺与酚醛树脂混合制备而成，其方法简单，能够很好的吸附氧气，分离氮气和氧气，可用于变压吸附制备氮气中，其制氮效率高。

技术特征：

1.三聚氰胺碳分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的三聚氰胺碳分子筛的制备方法，其特征在于：a步骤的混合料中，三聚氰胺的摩尔量占反应物质摩尔量的5～20％，所述反应物质为三聚氰胺、酚类物质和醛类物质；优选三聚氰胺的摩尔量占反应物质摩尔量的10～15％；更优选三聚氰胺的摩尔量占反应物质摩尔量的12％。

3.根据权利要求1所述的三聚氰胺碳分子筛的制备方法，其特征在于：a步骤中，酚类物质和醛类物质的摩尔比为0.4～1.6:1；优选酚类物质和醛类物质的摩尔比为1.2:1。

4.根据权利要求1所述的三聚氰胺碳分子筛的制备方法，其特征在于：a步骤中，混合料中，酚类物质的浓度为0.01～0.1g/ml。

5.根据权利要求1所述的三聚氰胺碳分子筛的制备方法，其特征在于：酚类物质为苯酚、间苯二酚、间氨基苯酚、对氨基苯酚，醛类物质为甲醛，溶剂为水。

6.根据权利要求1所述的三聚氰胺碳分子筛的制备方法，其特征在于：b步骤中，聚合的温度为80～120℃，时间为10～40h；优选聚合的温度为100℃，时间为20h。

7.根据权利要求1所述的三聚氰胺碳分子筛的制备方法，其特征在于：c步骤中，焙烧温度为650～850℃，焙烧时间为1～5h；优选焙烧温度为720℃，焙烧时间为3h。

8.权利要求1～7任一项所述的三聚氰胺碳分子筛的制备方法制备得到的三聚氰胺碳分子筛。

9.权利要求8所述的三聚氰胺碳分子筛在变压吸附空气制氮中的应用。

技术总结
本发明涉及三聚氰胺碳分子筛及其制备方法和应用，属于吸附剂技术领域。本发明解决的技术问题是提供低成本的碳分子筛的制备方法，通过三聚氰胺原位改性碳分子筛，使其具有很好的吸附效果。本发明三聚氰胺碳分子筛的制备方法包括以下步骤：a、混料：将三聚氰胺、酚类物质、醛类物质与溶剂混合，得到混合料；b、聚合：将混合料升温聚合，得到聚合产物；c、碳化：将聚合产物在保护气氛下焙烧，得到三聚氰胺碳分子筛。本发明三聚氰胺碳分子筛，采用三聚氰胺与酚醛树脂混合制备而成，其方法简单，能够很好的吸附氧气，分离氮气和氧气，可用于变压吸附制备氮气中，其制氮效率高。

技术研发人员：沈俊,赵燕,敬方梨,罗仕忠
受保护的技术使用者：宁夏博实科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24