[發明專利]埃洛石基二氧化碳吸附劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201210078760.5
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN102614832A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 馬睿;陳濤;暴峰;高潔;蔡浩浩;王思;嚴春杰
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02;C01B31/20
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 喬宇

技術領域

本發明涉及一種二氧化碳吸附劑，特別涉及埃洛石基二氧化碳吸附劑。?

背景技術

近年來，“溫室效應”引起的氣候變化已成為一個全球性的環境問題，對人類自身的生存和社會經濟的持續發展帶來了巨大的威脅，也愈來愈引起世界各國的高度重視。造成全球變暖的溫室氣體中，CO₂是對氣候變化影響最大的氣體，它產生的增溫效應占所有溫室氣體總增溫效應的63％，且在大氣中的留存期最長，可達到200年。?

全球變暖日益嚴重影響了地球的生態環境和氣候變化，包括植被的遷徙與物種滅絕，氣候帶移動，海平面上升和陸地淹沒，洋流變化與厄爾尼諾頻發等。這主要是由二氧化碳等溫室氣體的增溫效應造成的。根據聯合國氣候變化政府間專家委員會的第四次評估報告，20世紀全球平均地表溫度已增加0.6℃，海平面已上升0.1-0.2m，若再不采取措施，到2100年全球平均地面溫度將比1990年增加1.4℃-5.8℃，海平面將上升0.09米-0.88米。這對于地勢不高的沿海低洼地區基島嶼iguojia將造成嚴重威脅。?

美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)日前公布的最新數據顯示，2011年全球大氣中二氧化碳平均水平達到390ppm，遠超過工業革命前的280ppm。過去10年中大氣二氧化碳含量每年增長1.8ppm，而有連續直接測量記錄以來的增長率為1.4ppm/a。而在過去很長一段時間內，由于自然因素引起的大氣中二氧化碳濃度變化在181ppm到297ppm之間浮動，上一次相當于現在的濃度水平的出現可能要追溯到270萬年以前。如今大氣中二氧化碳的含量已經達到了210萬年來的最高值。如按目前增長的速度，到2100年CO₂含量將增加到550ppm，即幾乎增加一倍。?

美國國家航空航天科學局的科學家認為，大氣中CO₂濃度的安全上限為350ppm，然而眼下這一數值已超過390ppm。根據美國能源部的預測，在全球范圍內必須減少60%的CO₂排放才能真正防止氣候變化。?

我國在“十五”乃至更長的一個時期內，電源結構方面將繼續維持燃煤機組的基本格局。作為二氧化碳排放第一大國，我國有義務對二氧化碳排放進行嚴格控制尤其是對燃煤電站二氧化碳排放的控制，這對解決或減緩全球氣候變暖將產生積極的影響。?

二氧化碳捕集和分離方法主要有溶劑吸收法、固體吸附法、膜分離法、深冷分餾法等。到目前為止，吸收法仍然是應用最廣泛的二氧化碳分離方法。有機胺溶液和無機堿溶液等吸附劑對二氧化碳選擇性高，但是能耗大費用高，對設備腐蝕嚴重。固體吸附法利用固態吸附劑原料混合氣體中二氧化碳的可逆吸附作用來分離回收二氧化碳，主要的固體吸附劑有水滑石類、活性炭、沸石分子篩類等。固態吸附法方便、快捷，但存在吸附劑選擇性較差及吸附能力對溫度變化太敏感的缺點。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有吸附劑的不足，提供一種埃洛石基二氧化碳吸附劑及其制備方法，本發明提供的埃洛石基二氧化碳吸附劑可實現物理吸附和化學吸附共同作用吸附，并以化學吸附為主選擇性吸附二氧化碳的目的，對二氧化碳具有較好的吸附性能和吸附選擇性。?

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：?

埃洛石基二氧化碳吸附劑，其特征在于：它包括埃洛石納米管和負載于埃洛石納米管內外表面的有機胺類物質，所述埃洛石納米管和有機胺類物質的質量比為1～10:1。

按上述方案，所述的埃洛石納米管管長200~800?nm，外徑10～80nm，內徑5～20nm。?

按上述方案，所述的有機胺類物質為二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亞胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯胺中的一種或一種以上的混合。?

埃洛石基二氧化碳吸附劑的制備方法，其特征在于：它包括以下步驟：在攪拌或超聲作用下將有機胺類物質的醇溶液加入到埃洛石納米管的醇分散液中，混合均勻，所述埃洛石納米管和有機胺類物質的質量比為1～10:1，均勻快速干燥除去醇類物質，得到塊狀樣品，磨細而得。?

按上述方案，所述埃洛石納米管的醇分散液中埃洛石納米管的質量和醇的體積的比例為3～10：100～350?g?/ml；所述有機胺類物質的醇溶液中有機胺類物質的質量和醇的體積的比例為有機胺：醇=1.8～10.0：20～100?g?/ml。?

按上述方案，所述的醇為甲醇或乙醇。?

按上述方案，所述的均勻快速干燥為真空干燥或旋轉蒸發干燥，所述的干燥溫度為50-70℃。?