阅读说明：本技术 一种易于分离回收的丸状碳化钼制备方法 (Preparation method of pellet-shaped molybdenum carbide easy to separate and recover ) 是由 林少华 范舒婷 刘国华 陈阳 肖冬梅 陈忱 于 2019-03-27 设计创作，主要内容包括：一种易于分离回收的丸状碳化钼制备方法,先将无机矿物黏土粉末和碳化钼粉按质量比为(0.5～3)∶1混合,再将其混合物与海藻酸钠、聚乙二醇、甲基纤维素按照质量比为：20∶(0.5～3.5)∶(0.05～0.15)∶(0.05～1.5)∶(12～20)进行充分混合,形成塑性混合材料；再进行制丸、烘干；然后在氮气或氦气的保护下,在500～800℃焙烧0.5-2h；最后自然冷却至室温得到易于分离回收的丸状碳化钼。用该方法制备的丸状碳化钼保留了碳化钼的催化活性,具有制备工艺简单、条件温和,颗粒机械强度高、粒径可控等优点。(A preparation method of pellet-shaped molybdenum carbide easy to separate and recover comprises the following steps of mixing inorganic mineral clay powder and molybdenum carbide powder according to a mass ratio of (0.5-3) to 1, and mixing the mixture with sodium alginate, polyethylene glycol and methyl cellulose according to a mass ratio of: fully mixing 20: 0.5-3.5: 0.05-0.15: 0.05-1.5: 12-20 to form a plastic mixed material; then pelleting and drying are carried out; then roasting for 0.5-2h at 500-800 ℃ under the protection of nitrogen or helium; and finally naturally cooling to room temperature to obtain the pill-shaped molybdenum carbide which is easy to separate and recover. The pill-shaped molybdenum carbide prepared by the method keeps the catalytic activity of the molybdenum carbide and has the advantages of simple preparation process, mild conditions, high mechanical strength of particles, controllable particle size and the like.)

一种易于分离回收的丸状碳化钼制备方法

技术领域

本发明涉及一种易于分离回收、制作工艺简单、催化活性高的丸状碳化钼制备方法，属于能源和催化材料技术领域。

背景技术

近年来，碳化物作为催化材料引起了研究者的广泛关注。碳化钼是由半径较小的C原子嵌入半径较大金属Mo原子晶格形成“间充性合金”，从而形成简单的晶格结构。金属Mo原子向C原子转移电子，可以形成金属键、离子键和共价键三种化学键，从而导致金属Mo 被碳化后展现出有别于母体金属的优良性能。碳化钼不仅具有类贵金属催化性质，在加氢反应、制氢反应、氧还原反应、脱硫反应、脱氮反应等方面具有良好的催化性能，还具有高熔点、高稳定性和耐焙烧等优良性能，因而在各种耐高温、耐磨擦和耐化学腐蚀性的机械和环保领域也备受关注。由于碳化钼相对铂族贵金属具有较强的价格优势，并具各良好的抗中毒性能，近年来颇受研究者青睐。

碳化钼制备方法主要有：程序升温反应法、热分解法、液相反应法、化学气相沉淀法、有机-无机杂化法、超声法、微波制备法等。或者对碳化钼进行修饰改性如杂原子的掺杂和金属助剂的添加。所制备的碳化钼主要为纳米级别微粒，虽然具有较大的比表面积，催化效率高，但是在一些领域应用时，如环保领域，则存在易流失，难以分离回收等问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是公开一种易于分离回收的丸状碳化钼制备方法。用该方法制备的丸状碳化钼保留了碳化钼的催化活性，具有制备工艺简单、条件温和，颗粒机械强度高、粒径可控等优点。

技术方案：本发明的一种易于分离回收的丸状碳化钼制备方法具体包括以下步骤：

先将无机矿物黏土粉末和碳化钼粉末充分混合，再将其混合物与海藻酸钠、聚乙二醇、甲基纤维素充分混合；再加入去离子水充分搅拌，形成塑性混合材料；然后将所得到的塑性混合物料制丸造粒；再将丸状颗粒烘干；最后在惰性气体保护下，焙烧，自然冷却，从而得到易于分离回收的丸状碳化钼。

在进行物料混合时，无机矿物黏土粉末、碳化钼粉末的质量比为(0.5～3)∶1。

在进行物料混合时，无机矿物黏土粉末和碳化钼粉末的混合物、海藻酸钠、聚乙二醇、甲基纤维素、去离子水的质量比为：20∶(0.5～3.5)∶(0.05～0.15)∶(0.05～1.5)∶(12～20)。

所述的无机矿物黏土为蒙脱石、坡缕石、皂土中的一种或多种，均过200目筛。

所述的碳化钼粉末为纳米或微米尺度。

所述的丸状颗粒烘干温度为60～80℃，烘干时间为12～24h。

所述惰性气体为氮气或氦气，气流流速为100～250mL/min。

所述的焙烧温度为500～800℃，升温程序为2～10℃/min，500～800℃下保持0.5-2h。

有益效果：本发明的优点如下：

1.本发明所制备的丸状碳化钼易于分离，克服了碳化钼在一些领域应用时易流失，难以分离回收难题。

2.本发明的丸状颗粒热处理过程，焙烧温度较低，节约能源并简化工艺。

3.本发明所制备的丸状碳化钼机械强度高、粒径可控。

4.本发明的原料易得、工艺和设备简单、操作方便、易于批量生产。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图

图2为本发明的实施例1样品X射线衍射分析

图3为本发明的实施例2样品X射线衍射分析

图4为本发明的实施例3样品X射线衍射分析

具体实施方式

为达到上述目的，本发明采用无机矿物黏土和有机海藻酸钠、聚乙二醇和甲基纤维素为黏合剂，有机材料兼做成孔剂。将其和碳化钼粉末按照一定比例混合，将其加工制作成所需粒径的丸状颗粒，在惰性气体保护下，经过焙烧处理制成一种易于分离回收的丸状碳化钼。具体包括以下步骤：

第一步.物料混合

先将经研磨过200目筛的无机矿物黏土粉末和碳化钼粉末充分混合，再将其混合物与海藻酸钠、聚乙二醇、甲基纤维素充分混合；再加入去离子水充分搅拌，形成塑性混合材料；

在进行物料混合时，无机矿物黏土粉末、碳化钼粉末的质量比为(0.5～3)∶1。无机矿物黏土粉末和碳化钼粉末的混合物、海藻酸钠、聚乙二醇、甲基纤维素、去离子水的质量比为： 20∶(0.5～3.5)∶(0.05～0.15)∶(0.05～1.5)∶(12～20)。

第二步.制丸

将所得到的塑性混合物料通过制丸机进行造粒，所得粒径可根据需要进行调整。

第三步.烘干

再将所得丸状颗粒在电热鼓风干燥箱于60～80℃下进行烘干，烘干时间12～24h。

第四步.焙烧

在氮气或氦气的保护下，在马弗炉中以2～10℃/min速度，升至500～800℃，并保持0.5-2h。氮气或氦气的气流流速为100～250mL/min。

第五步.自然冷却

最终制得本发明的一种易于分离回收的丸状碳化钼。

本发明所用无机矿物黏土为蒙脱石、坡缕石、皂土中的一种或多种的混合物。先将蒙脱石、坡缕石、皂土中的一种或多种混合物在105℃下干燥，再研磨成粉体，过200目筛后密封备用。

所述的碳化钼为高温炭热还原法、程序升温热解法、化学气相沉淀法、液相反应法等所制备的粉末。

实施例1：

物料混合：将蒙脱石粉和碳化钼粉末以3∶1质量比充分混合，再将其混合物与海藻酸钠、聚乙二醇、甲基纤维素、去离子水按照质量比20∶3∶0.09∶1∶18比例充分混合搅拌，形成塑性物料。

制丸：将所得到的塑性混合物料通过制丸机进行造粒，所得粒径为1mm。

烘干：再将所得丸状颗粒在电热鼓风干燥箱于80℃下烘干12h。

焙烧：在氮气保护下，在马弗炉中以2℃/min速度，升至750℃，并保持2h。氮气气流流速为100mL/min。

最后自然冷却至室温，制得本发明的一种易于分离回收的丸状碳化钼。

图2为样品X射线衍射(XRD)分析，结果显示，在34.5°、37.4°、39.5°、52.1°、61.8°、69.5°的衍射峰为碳化钼的特征峰，这表明，所制备的丸状物保留了高活性的碳化钼晶体。

实施例2：

物料混合：将坡缕石粉和碳化钼粉末以2∶1质量比充分混合，再将其混合物与海藻酸钠、聚乙二醇、甲基纤维素、去离子水按照质量比20∶2∶0.1∶1∶13比例充分混合搅拌，形成塑性物料。

制丸：将所得到的塑性混合物料通过制丸机进行造粒，所得粒径为3mm。

烘干：再将所得丸状颗粒在电热鼓风干燥箱于60℃下烘干24h。

焙烧：在氮气保护下，在马弗炉中以5℃/min速度，升至600℃，并保持2h。氮气气流流速为100mL/min。

最后自然冷却至室温，制得本发明的一种易于分离回收的丸状碳化钼。

图3为样品X射线衍射(XRD)分析，结果显示，在34.5°、37.4°、39.5°、52.1°、61.8°、69.5°的衍射峰为碳化钼的特征峰，这表明，所制备的丸状物保留了高活性的碳化钼晶体。

实施例3：

物料混合：将皂土粉和碳化钼粉末以1∶1质量比充分混合，再将其混合物与海藻酸钠、聚乙二醇、甲基纤维素、去离子水按照质量比20∶2.5∶0.1∶1.5∶15比例充分混合搅拌，形成塑性物料。

制丸：将所得到的塑性混合物料通过制丸机进行造粒，所得粒径为3mm。

烘干：再将所得丸状颗粒在电热鼓风干燥箱于80℃下烘干12h。

焙烧：在氮气保护下，在马弗炉中以5℃/min速度，升至500℃，并保持2h。氮气气流流速为150mL/min。

最后自然冷却至室温，制得本发明的一种易于分离回收的丸状碳化钼。

图4为样品X射线衍射(XRD)分析，结果显示，在34.5°、37.4°、39.5°、52.1°、61.8°、69.5°的衍射峰为碳化钼的特征峰，这表明，所制备的丸状物保留了高活性的碳化钼晶体。