[發明專利]一種用于高溫吸收二氧化碳的硅酸鋰材料的制備方法

無效

• 申請號: 200710063283.4
• 申請日: 2007-01-05
• 公開（公告）號: CN101214967A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 王銀杰;其魯;晨輝;安平
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;中信國安盟固利新能源科技有限公司;北京大學
• 主分類號: C01B33/32
• 分類號: C01B33/32;B01D53/62
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 高存秀

技術領域

本發明涉及一種在高溫下可直接吸收CO₂的硅酸鋰(Li₄SiO₄)材料的制備方法。

背景技術

目前發電廠、石化企業等很多工業生產中仍然主要以石油、煤炭、天然氣等化石燃料作為主要的能源，由于燃燒化石燃料會釋放出大量的CO₂氣體，導致溫室效應加劇。通常從發電廠、石化企業等的高溫爐中排出的氣體溫度比較高，因此，合成在高溫下能高效、迅速吸收CO₂的材料，從而減少CO₂氣體的排放，已經成為緩解溫室效應的重要途徑之一。而硅酸鋰材料能夠在高溫500～700℃之間直接可逆的吸收CO₂，因此其有望成為高溫CO₂氣體的吸收材料。

日本東芝公司K.Nakagawa等人從1997年開始就進行了在高溫下能夠直接吸收CO₂的硅酸鋰材料的研究。目前已有的用于高溫吸收CO₂的硅酸鋰材料，制備工藝比較復雜，且反應時間長，耗能大。本發明人對此材料的制備工藝進行了一定的改善。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備操作簡便的硅酸鋰材料的制備方法。

本發明的一個方面是提供了一種在高溫下可直接吸收CO₂的硅酸鋰材料的制備方法，其特征在于，將粒徑為5～50μm的SiO₂(重量比為25～33％)與粒徑0.3～0.6μm的Li₂CO₃(重量比為67～75％)在溶劑中混合均勻，在微波爐中經過微波處理，然后在高溫爐中經過高溫煅燒制備硅酸鋰。

優選地，本發明所提供的硅酸鋰材料，其制備方法是將粒徑為30μm的SiO₂(重量比為25～33％)與粒徑0.3μm的Li₂CO₃(重量比為67～75％)在溶劑中混合均勻，在微波爐中經過微波處理，然后在高溫爐中經過高溫煅燒制備硅酸鋰。

本發明中所施加的微波功率為500～2500W，處理時間為10～150min。

本發明中材料的煅燒溫度為550～700℃，保溫2～5h。

本發明所使用的溶劑為甲醇、乙醇、甲酸、乙酸、丙酮，或者其中任意兩種或者兩種以上任意比例的混合溶液。

本發明首先采用微波處理，再經過一定溫度煅燒實現硅酸鋰材料的制備。材料制備溫度較低，減少了能耗。制備過程工藝簡單，易于工業化生產。材料的CO₂吸收性能優良，具有最佳吸收性能的材料首次CO₂吸收容量約達43wt％。

具體實施方式

實施例1

稱取平均粒徑為50μm的SiO₂?20.18g和粒徑為0.3μm的Li₂CO₃?60.54g共同放入燒杯中，向燒杯中加入乙醇溶液，攪拌下制成膠狀物。于500W功率的微波爐中處理120min，在650℃下煅燒4h，經研磨、篩分得到平均粒徑20.26μm的硅酸鋰材料。將合成的硅酸鋰材料于600℃，CO₂氣氛下恒溫保持一段時間，達到吸收平衡后吸收容量達37.12wt％。

實施例2

稱取平均粒徑為30μm的SiO₂?25.12g和粒徑為0.5μm的Li₂CO₃?64.59g共同放入燒杯中，向燒杯中加入甲醇、乙醇混合溶液，攪拌下制成膠狀物。于2500W功率的微波爐中處理10min，在550℃下煅燒5h，經研磨、篩分得到平均粒徑16.16μm的硅酸鋰材料。將合成的硅酸鋰材料于500℃，CO₂氣氛下恒溫保持一段時間，達到吸收平衡后吸收容量達32.81wt％。

實施例3

稱取平均粒徑為15μm的SiO₂?22.65g和粒徑為0.6μm的Li₂CO₃?52.85g共同放入燒杯中，向燒杯中加入乙醇和甲酸的混合溶液，并加入少量的乙酸和丙酮，攪拌下制成膠狀物。于1800W功率的微波爐中處理30分鐘，在700℃下煅燒2h，經研磨、篩分得到平均粒徑8.37μm的硅酸鋰材料。將合成的硅酸鋰材料于700℃，CO₂氣氛下恒溫保持一段時間，達到吸收平衡后吸收容量達43.56wt％。

實施例4