【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种吸附材料，具体涉及一种用于氟硅酸制氟化氢过程中氯元素的吸附材料及其制备方法。
技术介绍
1、氟化物与我们的生活息息相关。氟化物可以分为无机氟化物和有机氟化物。其中，无机氟化物如冰晶石、氢氟酸等，在电解铝、芯片制造等行业中均有着广泛的应用；而有机氟化物则在医药、制冷剂领域发挥着重要作用。
2、氟元素性质极为活泼，基本可以与所有的元素发生反应，因此氟主要以化合物的形式存在。自然界中,萤石(caf2)中所含有的氟元素的比例较高，开采及使用成本相对较低，因此成为氟元素的主要来源。但是随着萤石矿的开采消耗以及日趋严厉的监管要求，开发新的氟源已日渐成为氟化工行业的共识。
3、磷肥行业中主要以磷矿石为原料，磷矿石中磷通常伴生有氟、硅、碘、氯、稀土及其他金属元素。以磷矿石生产湿法磷酸时会产生大量的含氟气体，这些气体经水吸收、处理后得到质量分数为10～18％氟硅酸。一般情况下，每生产1吨湿法磷酸(折纯p2o5)至少要副产出0.05吨折纯氟硅酸。由此可见，磷肥副产的氟硅酸中蕴含着大量的氟元素，如能充分利用则可以缓解日益紧张的氟元素供应问题。
4、现有技术中利用氟硅酸生产氟化物已经有了较为广泛的研究，例如cn102275877a公开了一种利用氟硅酸生产无水氟化氢和四氟化硅的方法，将氟硅酸溶液与硫酸钠反应得到氟硅酸钠，氟硅酸钠再与浓硫酸混合反应得到四氟化硅气体和无水氟化氢产品。又如cn116409751a公开了一种氟化氢的生产方法及系统，属于氟硅酸硫酸法制备氟化氢工艺，该方案是将氟硅酸和第一浓硫酸在
5、但是，如前所述，磷石矿中还伴生有硅、碘、氯等元素，其中氯元素对于硫酸法工艺的影响最大，因为氯的存在会降低氟化氢的收率，因此对于氟硅酸中的氯需要进行脱除处理。
6、现有技术中对于氟硅酸中氯元素的处理也有报道。
7、例如cn108455616a、cn108946740a，是利用氟硅酸与氯化氢气体沸点的差异，通过将氟硅酸加热蒸发再冷凝，实现氟硅酸与氯化氢的分离。但实际上，由于高浓度的氟硅酸不稳定，在常温下浓度超过60％就会自发分解。而氟硅酸水溶液中，含有约18～25％的氟硅酸和0.5～2.5％氯化氢，但由于氯化氢浓度低，气相中氯化氢的分压低，而水的分压高，因此实际减压蒸馏过程是在浓缩氟硅酸而非脱除氯化氢。因而这两项专利申请公开的方案，从氟硅酸中脱除氯化氢的效率以及成本都是需要考虑的问题。
8、又如cn111252770a公开了一种采用电解法来脱除氟硅酸中氯的方法，以碳板为阴极，以碳板或钛合金板为基材表面镀钌或铱等稀有金属为阳极对氟硅酸进行电解。但是该方案中所使用的的钛基钌铱阳极已经被证明对氟不耐受，在短时间内出现明显的溶解和脱落；且阳极选用碳板也不可行，根据c和cl-的标准氧化电位，在5.8～8v的电位下碳电极的氧化反应会先于cl-的氧化，最终出现碳电极迅速氧化而使得整个电解系统无法运转的情况。
9、cn118374827a同样公开了一种电解除氯的方法，对cn111252770a进行改进克服了其缺点，具体是制备一种导电涂层电极，该电极包括基材和导电涂层，其中基材为金属钛、镍、铜或合金中的一种，导电涂层包括有机溶剂、粘合剂和导电填料，且导电填料包括主料和辅料，主料为金属氧化物。虽然该专利申请公开的方案克服了电极使用寿命短的问题，但是其电极生产工艺和成本要求都较高，而且对稀氟硅酸的电解也需要不菲的电耗，给企业带来不小的压力。
10、再如cn114345106a，是利用水对氯化氢气体和四氟化硅气体吸收的速率差异，实现四氟化硅气体和氯化氢气体的分离，但是这种方法得到的吸收产物仍然在生产体系中，并未根本脱除。
11、cn118183754a则是公开了一种吸附除氯的方法，是采用过氧化氢将氟硅酸中的氯离子氧化为氯气后再用活性炭进行吸附，克服了活性炭对cl-吸附效果差的问题。该方案虽然声称对于氟元素吸附较小，吸附后的氟硅酸浓度降低并不明显，但实际上由于引入了过氧化氢溶液(质量浓度15～50％)，体系中进入大量的水，对于氟硅酸的浓缩工序带来更大的压力，而这一工序却是氟硅酸酸法工艺中能耗最高的阶段，导致生产成本明显提高。
12、由此可见，现有技术中对于氟硅酸除氯技术，仍需要进一步研究和改进。
技术实现思路
1、为了提高氟硅酸酸法工艺中氯元素的脱除效果，解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种吸附材料及其制备方法，以及其在氟硅酸除氯中的应用。
2、具体的，本专利技术的第一方面，在于提供一种吸附材料，该吸附材料包括改性二茂铁和多孔石墨，其中改性二茂铁负载在多孔石墨上。
3、本专利技术中的改性二茂铁为氟代二茂铁，最优选为单氟代二茂铁。
4、进一步地，为保证吸附材料对于氯元素有良好的吸附效果，可以对多孔石墨的参数以及改性二茂铁的负载量进行限定。
5、其中，多孔石墨的比表面积优选为300-800m2/g，例如可以选择300、400、500、600、700、800m2/g等值，同时多孔石墨的孔隙率优选为15-30％，例如为15、18、20、22、25、30％这些值。
6、多孔材料通常使用比表面积、孔隙率、孔径分布等参数进行表征。本专利技术中，限定多孔石墨的比表面积和孔隙率，间接的也可估算出孔径分布。使用具有在上述比表面积和孔隙率的多孔石墨，其孔隙足够丰富，孔径适宜改性二茂铁的沉积，为改性二茂铁与氯的接触及吸附提供充足的时间条件和面积条件。当使用具有更高比表面积和孔隙率的多孔石墨材料时，其制作成本会更高，且作为基体的石墨的强度会有所损失，容易造成材料的损坏，甚至影响正常生产。
7、本专利技术中，改性二茂铁的负载量决定对于吸附效果也有影响。当改性二茂铁的负载量较小时，例如低于0.5％，不能充分利用多孔石墨提供的吸附空间，对于氯的吸收量较少，且需要经常进行清洗和更换。当改性二茂铁的负载量较高时，在多孔石墨上的沉积层较厚，会造成部分改性二茂铁不能充分吸附利用，也会堵塞部分细小孔径，影响生产效率。因此，结合多孔石墨的具体参数，本专利技术中选择改性二茂铁的负载量，即其质量占吸附材料质量的百分比，以1-8％为宜，例如可以选择1、2、4、4.5、5、6、8％等。
8、本专利技术的第二方面，在于提供上述吸附材料的制备方法，具体的，是将改性二茂铁负载在所述多孔石墨的外表面和/或孔壁上。
9、本专利技术对将氟代二茂铁负载在多孔石墨的方法不做限定，任何能够实现将氟代二茂铁负载在多孔石墨的外表面和/或孔壁上、且可以形成相对稳定的附着的方法均可采用，例如沉积法、浸渍法、镀覆法等。优选成本低、负载均匀的气相沉积法和浸渍法。
10、进一步地，当选本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种吸附材料，其特征在于，所述吸附材料包括改性二茂铁和多孔石墨，所述改性二茂铁负载在所述多孔石墨上，所述改性二茂铁为氟代二茂铁。
2.根据权利要求1所述的吸附材料，其特征在于，所述多孔石墨的比表面积为300-800m2/g、孔隙率为15-30％，所述改性二茂铁的质量为所述吸附材料质量的1-8％。
3.权利要求1所述的吸附材料的制备方法，其特征在于，准备多孔石墨载体，将改性二茂铁负载在所述多孔石墨的外表面和/或孔壁上。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述负载的方法包括气相沉积法、浸渍法。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述气相沉积法的条件为在载气存在条件下，在110-130℃下沉积1-10h。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在沉积设备中持续通入惰性气体完成气氛置换后，将所述改性二茂铁加热到110-130℃，得到的改性二茂铁气体在惰性气体带动下通向所述多孔石墨，其中改性二茂铁气体占气体的体积比为35-80％。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述浸
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为苯或甲苯，所述浸渍的过程中鼓入氮气或进行缓慢搅拌。
9.权利要求1或2任一项所述的吸附材料、或者按照权利要求3-8任一项所述的制备方法得到的吸附材料的应用，其特征在于，所述吸附材料用于氟硅酸中氯元素的吸附。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述吸附材料用于氟硅酸制备氟化氢过程中氯元素的吸附。
...【技术特征摘要】
1.一种吸附材料，其特征在于，所述吸附材料包括改性二茂铁和多孔石墨，所述改性二茂铁负载在所述多孔石墨上，所述改性二茂铁为氟代二茂铁。
2.根据权利要求1所述的吸附材料，其特征在于，所述多孔石墨的比表面积为300-800m2/g、孔隙率为15-30％，所述改性二茂铁的质量为所述吸附材料质量的1-8％。
3.权利要求1所述的吸附材料的制备方法，其特征在于，准备多孔石墨载体，将改性二茂铁负载在所述多孔石墨的外表面和/或孔壁上。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述负载的方法包括气相沉积法、浸渍法。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述气相沉积法的条件为在载气存在条件下，在110-130℃下沉积1-10h。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在沉积...
【专利技术属性】
技术研发人员：李凌云，李云峰，张皓，陈秋艳，叶文豪，薛峰峰，吴海峰，
申请(专利权)人：多氟多新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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