一種二氧化碳吸附劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境出來(lái)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種二氧化碳吸附劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，溫室效應(yīng)已成為全球性的氣候問(wèn)題。溫室效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致未來(lái)全球氣候的持 續(xù)變暖、海平面上升、極端氣候的頻繁發(fā)生，還將帶來(lái)對(duì)水資源、森林資源、自然生態(tài)、海岸 帶、人體健康等方面的廣泛影響，給社會(huì)和經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了嚴(yán)重的負(fù)面影響。其中C〇2是導(dǎo)致 溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w，并且C〇2的排放速度正隨著人類(lèi)利用能源速度的增長(zhǎng)而迅速增長(zhǎng)。 繼20世紀(jì)90年代京都議定書(shū)簽署至今，氣候變暖與C〇2排放議題己經(jīng)變成了全球民眾 聚焦的核屯、。政府間氣候變化專(zhuān)口委員會(huì)（IPCC)在第四次評(píng)估報(bào)告中指出，從1906年到 2005年的10年時(shí)間里，全球平均地面溫度上升了 0. 74°C，比第Ξ次評(píng)估報(bào)告給出的100 年（1991-2001年）上升0. 4°C-0. 8°C有所提高。全球大氣中的C〇2濃度已從工業(yè)化前約 280血/m3增加到了 2005年的379280血/m3。根據(jù)IEA(2009)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)在2007年消 耗化石燃料而排放的C〇2已經(jīng)取代美國(guó)成為全球第一大C0 2排放國(guó)燃煤電廠C0 2排放是溫 室氣體最主要的排放源，約占C〇2排放總量的30%。
[0003] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)電力的需求逐年增大，而且我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)目 前還很難改變，因此C〇2排放量會(huì)不斷增加。另一方面，C0 2可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、運(yùn)輸、 醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域，具有潛在的資源性。因此，如何高效、經(jīng)濟(jì)地捕集和回收C〇2對(duì)達(dá)到C0 2的 減排要求及我國(guó)燃煤發(fā)電的可持續(xù)發(fā)展有長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種二氧化碳吸附劑的制備方法，所 得二氧化碳吸附劑可W用于去除氣體中低濃度二氧化碳。 陽(yáng)〇化]一種二氧化碳吸附劑的制備方法，包括W下步驟：
[0006] 步驟1，W重量份計(jì)，將堿金屬碳酸鹽3~9份、巧樣酸1~7份、聚乙締胺2~8 份和1，8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-締1~4份混合，升溫，保溫，放冷后得到混合物A;
[0007] 步驟2,W重量份計(jì)，將間苯二酪2~6份、甲醒1~7份加入微粉硅膠5~12份 中，攬拌，置于95~105°C水浴，加入乙醇-石油酸混合液2~10份，攬拌，靜置，干燥后得 到混合物B;
[0008] 步驟3,W重量份計(jì)，將混合物B3~10份和聚二甲基二締丙基氯化錠0. 5~3. 2 份混合，混合物在真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)后，置于稀鹽酸溶液中浸泡，用去離子水清洗，得到 混合物C;
[0009] 步驟4,將步驟1所得混合物A與步驟3所得混合物C混合，球磨，即可。
[0010] 進(jìn)一步地，步驟1中升溫溫度是70~80°C，保溫時(shí)間是2~4小時(shí)。 W11] 進(jìn)一步地，步驟2中水浴時(shí)間為4~lOh。
[0012] 進(jìn)一步地，步驟2中靜置時(shí)間為2~化。
[0013] 進(jìn)一步地，步驟2中乙醇-石油酸混合液中乙醇和石油酸的體積比為1 :2~4。
[0014] 進(jìn)一步地，步驟3中燒結(jié)溫度為1400~1600°C，燒結(jié)時(shí)間為4~6小時(shí)。
[0015] 進(jìn)一步地，步驟1中的微粉硅膠是經(jīng)過(guò)在70~80°C的15~20wt%氨氧化鋼溶液 中浸泡2~4小時(shí)處理的。
[0016] 本發(fā)明的二氧化碳吸附劑可W用于去除氣體中低濃度二氧化碳，具有良好的經(jīng)濟(jì) 效益和環(huán)境效益。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 實(shí)施例1
[0018] 一種二氧化碳吸附劑的制備方法，包括W下步驟：
[0019] 步驟1，W重量份計(jì)，將堿金屬碳酸鹽3份、巧樣酸1份、聚乙締胺2份和1，8-二氮 雜二環(huán)十一碳-7-締1份混合，升溫，保溫，放冷后得到混合物A;
[0020] 步驟2,W重量份計(jì)，將間苯二酪2份、甲醒1份加入微粉硅膠5份中，攬拌，置于 95~105°C水浴，加入乙醇-石油酸混合液2份，攬拌，靜置，干燥后得到混合物B;
[0021] 步驟3,W重量份計(jì)，將混合物B3份和聚二甲基二締丙基氯化錠0. 5份混合，混合 物在真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)后，置于稀鹽酸溶液中浸泡，用去離子水清洗，得到混合物C;
[0022] 步驟4，將步驟1所得混合物A與步驟3所得混合物C混合，球磨，即可。
[0023] 其中，步驟1中升溫溫度是70。保溫時(shí)間是4小時(shí)；步驟2中水浴時(shí)間為地，靜 置時(shí)間為化，乙醇-石油酸混合液中乙醇和石油酸的體積比為1 :2 ;步驟3中燒結(jié)溫度為 1400°C，燒結(jié)時(shí)間為6小時(shí)。
[0024] 實(shí)施例2
[00巧]一種二氧化碳吸附劑的制備方法，包括W下步驟：
[0026] 步驟1，W重量份計(jì)，將堿金屬碳酸鹽5份、巧樣酸3份、聚乙締胺7份和1,8-二氮 雜二環(huán)十一碳-7-締3份混合，升溫，保溫，放冷后得到混合物A;
[0027] 步驟2,W重量份計(jì)，將間苯二酪5份、甲醒4份加入微粉硅膠10份中，攬拌，置于 l〇〇°C水浴，加入乙醇-石油酸混合液5份，攬拌，靜置，干燥后得到混合物B;
[00測(cè)步驟3,W重量份計(jì)，將混合物B7份和聚二甲基二締丙基氯化錠1. 7份混合，混合 物在真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)后，置于稀鹽酸溶液中浸泡，用去離子水清洗，得到混合物C;
[0029] 步驟4，將步驟1所得混合物A與步驟3所得混合物C混合，球磨，即可。
[0030] 其中，步驟1中升溫溫度是80。保溫時(shí)間是3小時(shí)；步驟2中水浴時(shí)間為化，靜 置時(shí)間為化，乙醇-石油酸混合液中乙醇和石油酸的體積比為1 :4 ;步驟3中燒結(jié)溫度為 1500°C，燒結(jié)時(shí)間為5小時(shí)。 陽(yáng)0川實(shí)施例3
[0032] 一種二氧化碳吸附劑的制備方法，包括W下步驟： 陽(yáng)03引步驟1，W重量份計(jì)，將堿金屬碳酸鹽8份、巧樣酸6份、聚乙締胺3份和1,8-二氮 雜二環(huán)十一碳-7-締3份混合，升溫，保溫，放冷后得到混合物A;
[0034] 步驟2,W重量份計(jì)，將間苯二酪5份、甲醒4份加入微粉硅膠9份中，攬拌，置于 95°C水浴，加入乙醇-石油酸混合液8份，攬拌，靜置，干燥后得到混合物B;
[00對(duì)步驟3,W重量份計(jì)，將混合物B8份和聚二甲基二締丙基氯化錠1. 7份混合，混合 物在真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)后，置于稀鹽酸溶液中浸泡，用去離子水清洗，得到混合物c;
[0036] 步驟4,將步驟1所得混合物A與步驟3所得混合物C混合，球磨，即可。
[0037] 其中，步驟1中升溫溫度是70°C，保溫時(shí)間是3小時(shí)；步驟2中水浴時(shí)間為她，靜 置時(shí)間為地，乙醇-石油酸混合液中乙醇和石油酸的體積比為1 :3 ;步驟3中燒結(jié)溫度為 1600°C，燒結(jié)時(shí)間為5小時(shí)。 陽(yáng)0測(cè) 實(shí)施例4
[0039] 一種二氧化碳吸附劑的制備方法，包括W下步驟： W40] 步驟1，W重量份計(jì)，將堿金屬碳酸鹽9份、巧樣酸7份、聚乙締胺8份和1，8-二氮 雜二環(huán)十一碳-7-締4份混合，升溫，保溫，放冷后得到混合物A;
[OOW 步驟2,W重量份計(jì)，將間苯二酪6份、甲醒7份加入微粉硅膠12份中，攬拌，置于 105°C水浴，加入乙醇-石油酸混合液10份，攬拌，靜置，干燥后得到混合物B;
[0042] 步驟3,W重量份計(jì)，將混合物B10份和聚二甲基二締丙基氯化錠3. 2份混合，混 合物在真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)后，置于稀鹽酸溶液中浸泡，用去離子水清洗，得到混合物C;
[0043] 步驟4,將步驟1所得混合物A與步驟3所得混合物C混合，球磨，即可。 W44] 其中，步驟1中升溫溫度是80°C，保溫時(shí)間是2小時(shí)；步驟2中水浴時(shí)間為lOh，靜 置時(shí)間為化，乙醇-石油酸混合液中乙醇和石油酸的體積比為1 :4 ;步驟3中燒結(jié)溫度為 1600°C，燒結(jié)時(shí)間為4小時(shí)。 W45] 實(shí)施例5
[0046] 本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于：步驟1中的微粉硅膠是經(jīng)過(guò)在70°C的20wt%氨 氧化鋼溶液中浸泡3小時(shí)處理的。
[0047] 將實(shí)施例1至5所得的二氧化碳吸附劑進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)。
[0048] 吸附實(shí)驗(yàn)的具體方法為：將二氧化碳吸附劑放入U(xiǎn)型石英管內(nèi)，容器內(nèi)的壓力為 常壓，吸附溫度為20°C，改變二氧化碳的初始分壓，檢測(cè)各二氧化碳吸附劑的吸附容量。結(jié) 果如下：
[0049]
[0050] 由上表可知，在較低分壓范圍內(nèi)，本發(fā)明的吸附材料對(duì)二氧化碳的吸附量隨著分 壓的升高而升高，實(shí)施例1的二氧化碳吸附劑吸附性能較活性炭提高了 140%。
[0051] 在二氧化碳初始分壓為10%條件下進(jìn)行吸附（第一次吸附）后實(shí)施例1的二氧化 碳吸附劑和F300活性炭采用如下方法進(jìn)行第一次再生：在65°C的溫度下，W70mL/min流 速的高純氮?dú)馇?. 99%)活化3.化。將第一次再生后的二氧化碳吸附劑再進(jìn)行第二次吸 附，方法同第一次吸附。第二次吸附后，再進(jìn)行第二次再生，方法同第一次再生。經(jīng)第四次 后，F(xiàn)300活性炭的吸附容量下降35%，再生率由90%下降至62% ;實(shí)施例1的吸附劑吸附 容量下降5%，再生率由95%下降至90%。再生數(shù)次后，本發(fā)明二氧化碳吸附劑吸附容量降 低的速率比F300活性炭低，適合多次重復(fù)吸附。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種二氧化碳吸附劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟1，以重量份計(jì)，將堿金屬碳酸鹽3~9份、檸檬酸1~7份、聚乙烯胺2~8份和 1，8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯1~4份混合，升溫，保溫，放冷后得到混合物A; 步驟2,以重量份計(jì)，將間苯二酚2~6份、甲醛1~7份加入微粉硅膠5~12份中，攪 拌，置于95~105°C水浴，加入乙醇-石油醚混合液2~10份，攪拌，靜置，干燥后得到混合 物B; 步驟3,以重量份計(jì)，將混合物B3~10份和聚二甲基二烯丙基氯化銨0. 5~3. 2份混 合，混合物在真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)后，置于稀鹽酸溶液中浸泡，用去離子水清洗，得到混合 物C; 步驟4,將步驟1所得混合物A與步驟3所得混合物C混合，球磨，即可。2. 權(quán)利要求1所述的二氧化碳吸附劑的制備方法，其特征在于：步驟1中升溫溫度是 70~80°C，保溫時(shí)間是2~4小時(shí)。3. 權(quán)利要求1所述的二氧化碳吸附劑的制備方法，其特征在于：步驟2中水浴時(shí)間為 4 ~10h〇4. 權(quán)利要求1所述的二氧化碳吸附劑的制備方法，其特征在于：步驟2中靜置時(shí)間為 2 ~5h〇5. 權(quán)利要求1所述的二氧化碳吸附劑的制備方法，其特征在于：步驟2中乙醇-石油 醚混合液中乙醇和石油醚的體積比為1 :2~4。6. 權(quán)利要求1所述的二氧化碳吸附劑的制備方法，其特征在于：步驟3中燒結(jié)溫度為 1400~1600°C，燒結(jié)時(shí)間為4~6小時(shí)。7. 權(quán)利要求1所述的二氧化碳吸附劑的制備方法，其特征在于：步驟1中的微粉硅膠 是經(jīng)過(guò)在70~80°C的15~20wt%氫氧化鈉溶液中浸泡2~4小時(shí)處理的。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種二氧化碳吸附劑的制備方法，先將堿金屬碳酸鹽、檸檬酸、聚乙烯胺和1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯混合，升溫，保溫，放冷后得到混合物A；再將間苯二酚、甲醛加入微粉硅膠中，攪拌，置于95～105℃水浴，加入乙醇-石油醚混合液，攪拌，靜置，干燥后得到混合物B；然后將混合物B和聚二甲基二烯丙基氯化銨混合，混合物在真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)后，置于稀鹽酸溶液中浸泡，用去離子水清洗，得到混合物C；最后將得混合物A與混合物C混合，球磨，即可。本發(fā)明的二氧化碳吸附劑可以用于去除氣體中低濃度二氧化碳，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
【IPC分類(lèi)】B01J20/32, B01D53/02, B01J20/26
【公開(kāi)號(hào)】CN105381792
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510896576
【發(fā)明人】陳華, 姚美程, 李剛, 羅龍
【申請(qǐng)人】無(wú)錫拓能自動(dòng)化科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月8日