技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于二氧化碳吸附劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種二氧化碳吸附劑的制備工藝。
背景技術(shù)：
隨著世界人口和能源消耗的快速增長(zhǎng)，大量排放的二氧化碳破壞了區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中的碳平衡，從而引發(fā)全球變暖，減少二氧化碳的排放量是應(yīng)對(duì)溫室效應(yīng)的關(guān)鍵所在。無論是將二氧化碳作為原料循環(huán)利用還是埋藏，其富集過程都很有必要，但該過程耗資巨大，因此，通過各種方法高效、經(jīng)濟(jì)地降低大氣中二氧化碳的濃度已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。而且在某些特殊領(lǐng)域，需要降低氣體中二氧化碳的含量，例如沼氣制備純化領(lǐng)域。迄今二氧化碳的捕獲、分離的方法主要有溶劑吸收法、吸附法、膜分離法和低溫蒸餾法等，其中，吸附法具有工藝操作簡(jiǎn)單、流程短、投資少、操作靈活等優(yōu)點(diǎn)，因而顯示出廣闊的應(yīng)用前景。
目前，固體吸附劑是一種很好的選擇，制備方法簡(jiǎn)單、成本低，吸附過程中二氧化碳以固體形式存在，便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用?，F(xiàn)有的吸附劑大多存在制備工藝繁瑣，成本較高，吸附效果差等缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)吸附劑的缺陷，本發(fā)明提供了一種二氧化碳吸附劑的制備工藝，該工藝簡(jiǎn)單可行，其制備的吸附劑吸附效果好，成本低廉，環(huán)保無污染。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
一種二氧化碳吸附劑的制備工藝，其包括如下步驟：
步驟1）制備物料A，步驟2）制備物料B，步驟3）制備物料C，步驟4）制備吸附劑。
具體地，包括如下步驟：
步驟1）制備物料A：將玉米秸稈投入到粉碎機(jī)中粉碎處理得到秸稈粉，然后將秸稈粉與麥麩按照3:1的質(zhì)量比混合均勻，加入到濃度為1M的氫氧化鈉水溶液中，浸泡10小時(shí)，過濾后風(fēng)干，研磨成粒徑為10-20目的粉末，即為物料A；所述氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量為麥麩質(zhì)量的5倍；
步驟2）制備物料B：將納米氧化鋁和玻璃纖維依次添加到反應(yīng)容器中，攪拌均勻，然后添加鈦酸脂偶聯(lián)劑和丙烯酸，200轉(zhuǎn)/min攪拌10min，再靜置30min，即得物料B；其中，納米氧化鋁、玻璃纖維、鈦酸脂偶聯(lián)劑以及丙烯酸的質(zhì)量比為5:3:2:1；玻璃纖維的直徑為10-20um，長(zhǎng)度為30-50um；
步驟3）制備物料C：將沸石投入到粉碎機(jī)中粉碎處理，然后研磨成10-20目的沸石粉；將沸石粉、氫氧化鈣以及純化水按照1:3:1的質(zhì)量比混合攪拌均勻，得到物料C；
步驟4）制備吸附劑：將物料A和物料B混合攪拌均勻，然后置于密閉反應(yīng)釜中，以20℃/min的升溫速率升至120℃，保溫30min，取出，投入到攪拌器中，200轉(zhuǎn)/min攪拌5min，再往攪拌器中添加物料C，繼續(xù)以300轉(zhuǎn)/min攪拌2min，取出混合料，置于烘箱中，60℃烘干2小時(shí)，即得；其中，物料A、物料B以及物料C的質(zhì)量比為12-16:6-9:15-20。
本發(fā)明取得的有益效果主要包括以下幾個(gè)方面：
本發(fā)明制備的吸附劑以農(nóng)業(yè)廢棄物和天然礦物質(zhì)為主要原料，這種原料來源廣泛且成本低，并且制備出多孔材料，吸附效果好，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)廢棄物回收利用；
本發(fā)明通過對(duì)玻璃纖維進(jìn)行改性，使得表面粗糙堅(jiān)硬、比表面積大，具備較好的交換容量；納米氧化鋁材料可以較好的偶聯(lián)附著到孔徑內(nèi)，無污染，吸附效果好，使用壽命長(zhǎng)；氫氧化鈣結(jié)合沸石粉，控制合適的粒徑，提高了吸附容量；本發(fā)明不需要用到高溫等苛刻的條件，粒度均勻，耐磨性能好，容易保存，制備方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過程不產(chǎn)生有毒廢棄物，對(duì)人體無害，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
一種二氧化碳吸附劑的制備工藝，其包括如下步驟：
步驟1）制備物料A，步驟2）制備物料B，步驟3）制備物料C，步驟4）制備吸附劑。
具體地，包括如下步驟：
步驟1）制備物料A：將玉米秸稈投入到粉碎機(jī)中粉碎處理得到秸稈粉，然后將秸稈粉與麥麩按照3:1的質(zhì)量比混合均勻，加入到濃度為1M的氫氧化鈉水溶液中，浸泡10小時(shí)，過濾后風(fēng)干，研磨成粒徑為10目的粉末，即為物料A；所述氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量為麥麩質(zhì)量的5倍；
步驟2）制備物料B：將納米氧化鋁和玻璃纖維依次添加到反應(yīng)容器中，攪拌均勻，然后添加鈦酸脂偶聯(lián)劑和丙烯酸，200轉(zhuǎn)/min攪拌10min，再靜置30min，即得物料B；其中，納米氧化鋁、玻璃纖維、鈦酸脂偶聯(lián)劑以及丙烯酸的質(zhì)量比為5:3:2:1；玻璃纖維的直徑為10-20um，長(zhǎng)度為30-50um；
步驟3）制備物料C：將沸石投入到粉碎機(jī)中粉碎處理，然后研磨成10目的沸石粉；將沸石粉、氫氧化鈣以及純化水按照1:3:1的質(zhì)量比混合攪拌均勻，得到物料C；
步驟4）制備吸附劑：將物料A和物料B混合攪拌均勻，然后置于密閉反應(yīng)釜中，以20℃/min的升溫速率升至120℃，保溫30min，取出，投入到攪拌器中，200轉(zhuǎn)/min攪拌5min，再往攪拌器中添加物料C，繼續(xù)以300轉(zhuǎn)/min攪拌2min，取出混合料，置于烘箱中，60℃烘干2小時(shí)，即得；其中，物料A、物料B以及物料C的質(zhì)量比為12:6:15。
實(shí)施例2
一種二氧化碳吸附劑的制備工藝，其包括如下步驟：
步驟1）制備物料A，步驟2）制備物料B，步驟3）制備物料C，步驟4）制備吸附劑。
具體地，包括如下步驟：
步驟1）制備物料A：將玉米秸稈投入到粉碎機(jī)中粉碎處理得到秸稈粉，然后將秸稈粉與麥麩按照3:1的質(zhì)量比混合均勻，加入到濃度為1M的氫氧化鈉水溶液中，浸泡10小時(shí)，過濾后風(fēng)干，研磨成粒徑為20目的粉末，即為物料A；所述氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量為麥麩質(zhì)量的5倍；
步驟2）制備物料B：將納米氧化鋁和玻璃纖維依次添加到反應(yīng)容器中，攪拌均勻，然后添加異丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）鈦酸脂偶聯(lián)劑和丙烯酸，200轉(zhuǎn)/min攪拌10min，再靜置30min，即得物料B；其中，納米氧化鋁、玻璃纖維、異丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）鈦酸脂偶聯(lián)劑以及丙烯酸的質(zhì)量比為5:3:2:1；玻璃纖維的直徑為10-20um，長(zhǎng)度為30-50um；
步驟3）制備物料C：將沸石投入到粉碎機(jī)中粉碎處理，然后研磨成20目的沸石粉；將沸石粉、氫氧化鈣以及純化水按照1:3:1的質(zhì)量比混合攪拌均勻，得到物料C；
步驟4）制備吸附劑：將物料A和物料B混合攪拌均勻，然后置于密閉反應(yīng)釜中，以20℃/min的升溫速率升至120℃，保溫30min，取出，投入到攪拌器中，200轉(zhuǎn)/min攪拌5min，再往攪拌器中添加物料C，繼續(xù)以300轉(zhuǎn)/min攪拌2min，取出混合料，置于烘箱中，60℃烘干2小時(shí)，即得；其中，物料A、物料B以及物料C的質(zhì)量比為16:9:20。
實(shí)施例3
本發(fā)明實(shí)施例1-2工藝制備的吸附劑的性能測(cè)試：
分別取實(shí)施例1或2制備的吸附劑20g，置于AutoChem II 2920的U型管內(nèi)；然后通入10％CO2-He氣體，氣體壓力為0.3MPa，氣體流量為10ml.min-1，保持10min，CO2-He氣體中的CO2體積百分?jǐn)?shù)為5％，He體積百分?jǐn)?shù)為95％；本發(fā)明吸附劑吸附可在10min內(nèi)達(dá)到飽和，實(shí)施例1吸附劑可達(dá)到7.02mmol/g的吸附量，實(shí)施例2吸附劑可達(dá)到7.18mmol/g的吸附量，明顯優(yōu)于常用的活性炭或鈣基吸附劑的吸附性能。
在本說明書的描述中,參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的， 不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。