一種用于捕獲二氧化碳的復合吸收劑的制備方法與流程

文檔序號：12911536閱讀：311來源：國知局

技術(shù)領域：

本發(fā)明涉及脫碳技術(shù)領域，具體的涉及一種用于捕獲二氧化碳的復合吸收劑的制備方法。

背景技術(shù)：
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近幾十年來，由于人類消耗能源的急劇增加，森林遭到嚴重破壞，大氣中二氧化碳的含量不斷上升，僅去年全球二氧化碳的排放量就增加了33％，達到了地球有史以來的最高水平。大量二氧化碳的排放導致全球變暖，并給環(huán)境帶來了重大的危害：南北兩極冰雪融化、海平面上升、還導致氣候干旱，土地沙漠化，各種自然災害和人類疾病也愈演愈烈，這種溫室效應己經(jīng)嚴重地困擾經(jīng)濟的發(fā)展。因此，如何有效的控制二氧化碳的排放，充分發(fā)揮科技進步在經(jīng)濟發(fā)展和氣候保護方面的作用具有十分重大的意義。隨著環(huán)境問題和能源危機的日益突出，co2的減排和利用已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)可持續(xù)發(fā)展的一個研究熱點之一。

目前國內(nèi)外二氧化碳吸收方法主要有物理吸收法、膜吸收法、化學吸收法、離子液體法、電化學法等，應用比較廣泛的為化學吸收法，化學吸收法是利用二氧化碳和吸收液之間的化學反應將二氧化碳從排氣中分離出來的方法?；瘜W吸收是傳質(zhì)與反應同時進行的過程，在吸收過程中，吸收質(zhì)與吸收劑之間發(fā)生明顯化學反應?；瘜W吸收法常用的吸收液有氨水、熱鉀堿溶液、有機胺溶液等，在吸收二氧化碳方面，對于純氨水吸收二氧化碳的速度、低碳化度熱堿和有機胺催化熱堿吸收二氧化碳速度的近似解和胺類活化熱鉀堿脫碳溶液氣一液平衡都作了深入研究。但是常用的吸收劑儲存麻煩，且應用溫度范圍窄，易于揮發(fā)，吸收容量有限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于捕獲二氧化碳的復合吸收劑的制備方法，該方法制得的吸收劑儲存方便，可以有效的捕獲二氧化碳，且吸收量大，不易于揮發(fā)，成本低。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于捕獲二氧化碳的復合吸收劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將正硅酸乙酯、無水乙醇、乙酸混合攪拌均勻，加入三乙胺，攪拌30min后轉(zhuǎn)移至水熱釜中150℃下反應20h，反應結(jié)束后冷卻至室溫，制得二氧化硅溶膠；

(2)將上述制得的二氧化硅溶膠轉(zhuǎn)移至裝有冷凝管的三口燒瓶中，并向三口燒瓶中加入研磨過篩的生石灰粉、偏硅酸鈉溶液，攪拌混合均勻后，在90-100℃下回流反應30-70min，反應結(jié)束后冷卻至室溫，向三口燒瓶中滴加硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌10min，將三口燒瓶中的反應產(chǎn)物真空抽濾，得到的固體用去離子水洗滌，干燥、研磨，得到多孔載體；

(3)將制得的多孔載體和硝酸溶液混合攪拌5h，過濾，干燥，得到改性多孔載體；

(4)將琥珀酸二乙酯加入到碳酸二乙酯中攪拌混合均勻，制得混合液a；

(5)在減壓條件下將制得的混合液a注入到裝有改性多孔載體的容器內(nèi)，然后將吸附有混合溶液a的改性多孔載體用無水乙醇洗滌，干燥制得用于捕獲二氧化碳的復合吸收劑。

在減壓條件下將制得的混合液a注入到裝有改性多孔載體的容器內(nèi)，制備負載有混合液a的多孔載體的具體操作為：將改性多孔載體置于裝有真空泵的容器內(nèi)，并在減壓下抽吸，然后將混合液a注入到容器內(nèi)，混合液a浸沒改性多孔載體，然后停止抽吸。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)中，所述正硅酸乙酯、無水乙醇、乙酸、三乙胺的體積比為1:30:5:1。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(2)中，所述生石灰粉、二氧化硅溶膠的用量使得鈣硅摩爾比為1：(1-1.2)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(2)中，所述偏硅酸鈉溶液的質(zhì)量濃度為33％，其用量為生石灰粉質(zhì)量的22％。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(2)中，所述硅烷偶聯(lián)劑的添加量為生石灰粉質(zhì)量的0.5％。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(3)中，所述多孔載體與硝酸溶液的用量比為1g：50ml。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(4)中，所述混合液a中，以摩爾百分數(shù)計，碳酸二乙酯為1-85％，琥珀酸二乙酯為15-99％。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(5)中，混合液a、改性多孔載體的質(zhì)量比為3:11。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，該復合吸收劑用于捕獲二氧化碳時的吸收溫度為0-25℃，吸收時的壓力為1-4mpa。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明采用琥珀酸二乙酯和碳酸二乙酯混合作為二氧化碳的吸收劑，該溶劑能有效降低溶劑蒸汽壓，降低溶劑損失，從而降低了成本，為了使得該吸收劑更便于儲存，應用范圍更廣，本發(fā)明首先采用溶膠凝膠法制得二氧化硅溶膠，然后將其與生石灰粉反應，且在反應過程中加入適量的硅烷偶聯(lián)劑，制得的多孔載體分散性好，孔隙均勻，經(jīng)硝酸改性后，可以有效負載碳酸二乙酯和琥珀酸二乙酯；本發(fā)明制得的復合吸收劑吸收容量大，制備成本低。

具體實施方式：

為了更好的理解本發(fā)明，下面通過實施例對本發(fā)明進一步說明，實施例只用于解釋本發(fā)明，不會對本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。

實施例1

一種用于捕獲二氧化碳的復合吸收劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將正硅酸乙酯、無水乙醇、乙酸混合攪拌均勻，加入三乙胺，攪拌30min后轉(zhuǎn)移至水熱釜中150℃下反應20h，反應結(jié)束后冷卻至室溫，制得二氧化硅溶膠；其中，所述正硅酸乙酯、無水乙醇、乙酸、三乙胺的體積比為1:30:5:1；

(2)將上述制得的二氧化硅溶膠轉(zhuǎn)移至裝有冷凝管的三口燒瓶中，并向三口燒瓶中加入研磨過篩的生石灰粉、偏硅酸鈉溶液，攪拌混合均勻后，在90-100℃下回流反應30min，反應結(jié)束后冷卻至室溫，向三口燒瓶中滴加硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌10min，將三口燒瓶中的反應產(chǎn)物真空抽濾，得到的固體用去離子水洗滌，干燥、研磨，得到多孔載體；其中，所述生石灰粉、二氧化硅溶膠的用量使得鈣硅摩爾比為1：1；所述偏硅酸鈉溶液的質(zhì)量濃度為33％，其用量為生石灰粉質(zhì)量的22％；所述硅烷偶聯(lián)劑的添加量為生石灰粉質(zhì)量的0.5％；