专利名称：一种催化剂的制造方法
技术领域：
发明涉及一种催化剂的制造方法，特别是一种氢-水(液)氢同位素交换 催化剂的制造方法。
背景技术：
目前，制造氢-水(液)氢同位素交换催化剂的方法主要有三种。 一种方 法是先制备铂炭粉，再将其按一定比例与聚四氟乙烯粉机械混合，压膜成型。 其中聚四氟乙烯既作为增水剂，又起到粘接剂的作用。这种制造方法的优点是 工艺简单，缺点是催化剂性能较低。另一种方法是将金属活性成分直接沉积在 疏水有机聚合物(如聚乙烯-二乙烯基苯共聚物)上，此种方法制备的疏水催 化剂活性较高，耐辐射性能较好，但稳定性差。第三种方法是先将活性成分铂 分散在载体(如活性炭、二氧化硅)上，再将四氟乙烯单体辐照聚合成膜，沉
积在Pt-C上，此种方法工艺复杂，催化剂成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氢-水(液)氢同位素交换催化剂的制造方法， 通过该方法制取的催化剂活性高、稳定性好。
本发明的目的是这样实现的 一种氢-水(液)氢同位素交换催化剂的制 造方法，其特征在于
(1)、制备高分子多孔树脂球
(a) 在水中加入聚乙烯醇，水与聚乙烯醇的比例(重量比)为1: 0.001 0.002，将其搅拌加热至45r-55T:，时间1一2小时，混合后得到水相；
(b) 在甲苯中加入偶氮二异丁腈，溶解后再加入二氯乙烷和二乙烯苯，甲苯
与偶氮二异丁腈、二氯乙垸、二乙烯苯比例(重量比)为1: 0.012 0.013: 1.4 1.6: 0.9 1. 1，搅拌使其充分混合，作为有机相；
(c) 控制水相温度45。C-55。C，在转数为100—200转/分钟搅拌下，将有机 相于水面下缓慢加料；
(d) 加料完毕后，在1一2小时时间内将温度加热至6(TC-8(TC，恒温聚合10-14小时后，再将温度升至8(TC-9(TC，时间1一3小时，赶出致孔剂甲苯、 二氯乙烷，然后用不超过加热温度的热水洗去聚乙烯醇，再用丙酮浸泡20-30 小时，高分子多孔树脂放置20—30小时后，再用丙酮淋洗至无致孔剂为止， 经过烘干、过筛，得到高分子多孔树脂球，球径即粒度要求20目 40目； (2)、制备催化剂
将高分子多孔树脂球加入到氯铂酸乙醇溶液中，两者之间的比例(重量比) 为0.2 0.4: 1，浸泡20-30小时后，在68。C-72X:条件下加热烘干，时间1 2 小时，再将温度升到200-25(TC，用氢气还原1.5-3小时，然后在氮气保护下冷 却至室温，得到催化剂。
本发明的特点是1、工艺重复性好，不同批次制造的催化剂性能稳定， 交换效果一致；2、用本方法制造的催化剂活性高，在氢-水(液)催化交换反 应中单次交换率达到40%-60%，比现有技术提高25%; 3、催化剂抗P辐照性 强，在含氚重水中浸泡3个月，其放射性体积活度为LSSXlO^Bq/USCi/L), 催化剂微粒表面的e辐射吸收计量为1Xl(^Gy量级，通过对比试验结果表明， e辐照对催化剂的活性基本上无影响；4、催化剂适用范围广，既适用于轻水 堆的含氚轻水提取纯氚，又适用于重水堆的含氚重水提取纯氚，也可用于核动 力反应堆的液体放射性流出物(核废料)提取纯氖，还可用于氢-水(液)双 温交换法生产重水。
具体实施例方式
实施例1
1.制备高分子多孔树脂球
① 水相
在蒸馏瓶中加入1000ml水，然后再加l.Og聚乙烯醇，搅拌下加热，温度 为55°C，时间1小时，使聚乙烯醇溶解。
② 有机相
在烧杯中加入80g甲苯，然后加入0.96g偶氮二异丁腈，使引发剂溶解， 再加入112g 二氯乙烷和72g 二乙烯苯，搅拌使有机相充分混合。
③ 加料
控制水相温度5(TC，在转数为120转/分钟搅拌下，有机相于水面下缓慢 加料，4分钟内加料完毕。 聚合
加料完成后，升温，由5(TC加热至70。C，缓慢升温，时间约1.5小时，保 持7(TC条件下，聚合14小时。然后将温度升至80。C，时间3小时，以赶出致 孔剂。接着用不超过加热温度的热水洗去聚乙烯醇，然后用丙酮浸泡20小时。 取出高分子多孔树脂并放置30小时，再用丙酮淋洗至无致孔剂为止，烘干、 过筛，即得到不同规格的高分子树脂多孔球体。
2. 催化剂制备
选取100g高分子多孔树脂球(40目球体)加入500ml氯铂酸乙醇溶液， 浸泡20小时，在约72'C条件下加热烘干1小时，赶出乙醇。将温度升到250 °C，用氢气还原3小时，然后在氮气保护下冷却至室温，得到疏水催化剂。
3. 催化剂物性数据
(1) 堆比重40目球体为0.263g/ml
(2) 比表面 400 m2/g
(3) 粒度20目 40目球体
(4) 活性组分总含量0.5 0.8%
(5) 耐热程度230。C 28(TC 实施例2
1.制备高分子多孔树脂球
① 水相
在蒸馏瓶中加入1000ml水，然后再加2.0g聚乙烯醇，搅拌下加热，温度 为45。C，时间2小时，使聚乙烯醇溶解。
② 有机相
在烧杯中加入80g甲苯，然后加入1.04g偶氮二异丁腈，使引发剂溶解， 再加入128g 二氯乙垸和88g 二乙烯苯，搅拌使有机相充分混合。
③ 加料
控制水相温度5(TC，在转数为200转/分钟搅拌下，有机相于水面下缓慢 加料，2分钟内加料完毕。
④ 聚合
加料完成后，升温，由50。C加热至8(TC，缓慢升温,时间约2小时，保持 8(TC条件下，聚合10小时。然后将温度升至9(TC，时间1.5小时，以赶出致
孔剂。接着用热水洗去聚乙烯醇，然后用丙酮浸泡30小时。取出高分子多孔 树脂并放置20小时，再用丙酮淋洗至无致孔剂为止，烘干、过筛，即得到不
同规格的高分子树脂多孔球体。 2.催化剂制备
选取100g高分子多孔树脂球(40目球体)加入250ml氯铂酸乙醇溶液， 浸泡30小时，在约68。C条件下加热烘干2小时，赶出乙醇。将温度升到200 'C，用氢气还原1.5小时，然后在氮气保护下冷却至室温，得到疏水催化剂。
权利要求
1、一种催化剂的制造方法，其特征在于(1)、制备高分子多孔树脂球(a)在水中加入聚乙烯醇，水与聚乙烯醇的比例(重量比)为1∶0.001～0.002，将其搅拌加热至45℃-55℃，时间1-2小时，混合后得到水相；(b)在甲苯中加入偶氮二异丁腈，溶解后再加入二氯乙烷和二乙烯苯，甲苯与偶氮二异丁腈、二氯乙烷、二乙烯苯比例(重量比)为1∶0.012～0.013∶1.4～1.6∶0.9～1.1，搅拌使其充分混合，作为有机相；(c)控制水相温度45℃-55℃，在转数为100-200转/分钟搅拌下，将有机相于水面下缓慢加料；(d)加料完毕后，在1-2小时时间内将温度加热至60℃-80℃，恒温聚合10-14小时后，再将温度升至80℃-90℃，时间1-3小时，赶出致孔剂甲苯、二氯乙烷，然后用不超过加热温度的热水洗去聚乙烯醇，再用丙酮浸泡20-30小时，高分子多孔树脂放置20-30小时后，再用丙酮淋洗至无致孔剂为止，经过烘干、过筛，得到高分子多孔树脂球，球径即粒度要求20目～40目；(2)、制备催化剂将高分子多孔树脂球加入到氯铂酸乙醇溶液中，两者之间的比例(重量比)为0.2～0.4∶1，浸泡20-30小时后，在68℃-72℃条件下加热烘干，时间1～2小时，再将温度升到200-250℃，用氢气还原1.5-3小时，然后在氮气保护下冷却至室温，得到催化剂。
全文摘要
本发明涉及一种氢-水(液)氢同位素交换催化剂的制造方法，其特征是先用聚乙烯醇水溶液为合成水相，以甲苯等有机溶剂为致孔剂，在引发剂偶氮二异丁腈的催化下实现二乙烯苯的本体聚合，而制得高分子多孔树脂球，再将高分子多孔树脂球按一定的比例加入到氯铂酸乙醇溶液中浸泡，通过烘干、还原、冷却制得疏水催化剂。本发明的特点是工艺重复性好，催化剂活性高，抗β辐照性强，适用范围广，既适用于轻水堆的含氚轻水提取纯氚，又适用于重水堆的含氚重水提取纯氚，也可用于核动力反应堆的液体放射性流出物(核废料)提取纯氚，还可用于氢-水(液)双温交换法生产重水。
文档编号B01J32/00GK101108341SQ20061004727
公开日2008年1月23日 申请日期2006年7月20日 优先权日2006年7月20日
发明者张敬坤, 徐经宇 申请人:柯香文