[發(fā)明專利]一種高效二氧化碳高溫吸收材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010185171.8
• 申請日: 2010-05-26
• 公開（公告）號: CN102258977A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李溪;王燕剛;朱培怡;康詩飛
• 申請（專利權(quán)）人: 李溪
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/30;B01D53/02;B01D53/81;B01D53/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高效二氧化碳高溫吸收材料及其制備方法，涉及綠色環(huán)保領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，大氣中二氧化碳的含量漸漸增加，對自然環(huán)境和地球生態(tài)的影響日趨嚴重，因而減少二氧化碳的排放和選擇性削減大氣中二氧化碳的含量已成為全球經(jīng)濟發(fā)展，新能源和高科技環(huán)保技術(shù)開發(fā)的一大現(xiàn)實和戰(zhàn)略課題之一。目前大氣中CO₂氣體主要來源于燃煤電廠的煙道氣，且排出的氣體大都處于高溫狀態(tài)，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(jīng)成為緩解室溫效應(yīng)的重要途徑之一。

硅酸鋰是近年來研究較熱的一類高溫CO₂吸收材料，可在500-750℃之間直接吸收CO₂，其理論最大吸收量高達73.4wt％。日本東芝公司的Nakagawa等(Nakagawa?K，Ohashi?T，J.Electrochem.Soc.，1998，145：1344-1346)從1997年便開始進行在高溫下能夠直接吸收CO₂的硅酸鋰等材料的研究，北京理工大學(xué)的王銀杰等(王銀杰，其魯?shù)龋瑹o機化學(xué)學(xué)報，2006，22：268-272)也對硅酸鋰在高溫下(500-750℃)下直接吸收CO₂作過詳細研究，并申請了中國專利(公開號：CN?101214967A)。從實際應(yīng)用的角度看，這類硅酸鋰材料的CO₂吸收容量和循環(huán)吸收性能還有待進一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高效二氧化碳高溫吸收材料及其制備方法。該吸收材料在400-700℃條件下具有高的CO₂吸收能力，且循環(huán)吸附性能優(yōu)異。

本發(fā)明的另一個目的是提供制備上述二氧化碳高溫吸收材料的方法。

本發(fā)明提供的二氧化碳高溫吸收材料，采用以下方法合成：

(1)參照文獻的方法合成一系列不同結(jié)構(gòu)的納米多孔SiO₂：二維六方p6m的SBA-15(Zhao?D，F(xiàn)eng?J，et?al.，Science，1998，279：548-552)、三維立方結(jié)構(gòu)Ia3d的KIT-6(Kleitz?F，Choi?S?H，et?al.，Chem.Commun.，2003，2136-2137)和三維蠕蟲狀結(jié)構(gòu)的MSU-X(Takahashi?R，Sato?S，et?al.，J.Phys.Chem.B，2000，104：12184-12191.)。SiO₂/C復(fù)合材料通過在納米多孔SiO₂孔道中填充碳得到(Ryoo?R，Joo?S，et?al.，J.Phys.Chem.B，1999，103：7743-7746)。

(2)將質(zhì)量比為25-45％的上述納米多孔SiO₂或SiO₂/C復(fù)合材料與質(zhì)量比為55-75％的Li₂CO₃在有機溶劑中混合均勻，研磨，并在40-100℃干燥1-6小時。其中所用的有機溶劑為甲醇、乙醇、丙酮等的一種或幾種混合。

(3)將步驟(2)中干燥后的粉末在氮氣氣氛下600-900℃熱處理3-8小時即可得到該材料。

具體實施方式

實施例1

稱取10.0克二維六方p6m的SBA-15和24.67克Li₂CO₃一起放入研缽中，并向研缽中加入一定量的乙醇溶液，充分研磨制成膠狀物，于80℃干燥2-6小時去除溶劑，裝入坩堝置于管式爐中氮氣氣氛下800℃煅燒5小時，冷卻后經(jīng)研磨、篩分得到均一粒徑的多孔硅酸鋰材料。將合成的多孔硅酸鋰材料于600℃，CO₂氣氛下恒溫保持一段時間，達到吸收平衡后吸收容量為46.8wt％。

實施例2

稱取10.0克三維立方結(jié)構(gòu)Ia3d的KIT-6和24.67克Li₂CO₃一起放入研缽中，并向研缽中加入一定量的丙酮溶液，充分研磨制成膠狀物，于80℃干燥2-6小時去除溶劑，裝入坩堝置于管式爐中氮氣氣氛下850℃煅燒4小時，冷卻后經(jīng)研磨、篩分得到均一粒徑的多孔硅酸鋰材料。將合成的多孔硅酸鋰材料于550℃，CO₂氣氛下恒溫保持一段時間，達到吸收平衡后吸收容量為42.7wt％。

實施例3