[發明專利]一種二氧化碳捕集劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202111173485.0
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN113603828B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 崔仕章;宋新旺;王黎明;侯云福;劉小芳;郭鑫
• 申請（專利權）人: 德仕能源科技集團股份有限公司;山東德仕化工有限公司
• 主分類號: C08F230/08
• 分類號: C08F230/08;C08F226/10;C08F220/58;C08F220/56;C08K9/04;C08K3/34;B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京君慧知識產權代理事務所(普通合伙) 11716
• 代理人: 馮妙娜

本申請公開了一種二氧化碳捕集劑及其制備方法，屬于二氧化碳回收利用技術領域。該方法包括下述步驟：將摩爾比為1：（5?10）的N?乙烯基吡咯烷酮和四乙烯硅烷預聚得第一預聚體，所述第一預聚體的聚合度為5?15；將摩爾比為1：（1?10）的丙烯酰胺基單體和炔醇預聚得第二預聚體，所述第二預聚體的聚合度為10?40；在所述第一預聚體中加入所述第二預聚體聚合至少3h，經純化和干燥后得所述二氧化碳捕集劑。通過該方法制備的二氧化碳捕集劑能夠提高對二氧化碳的吸附選擇性和吸附量，使用少量的捕集劑就能將廢氣中的二氧化碳吸附回收，吸附回收的二氧化碳的純度可達90%以上。

技術領域

本申請涉及一種二氧化碳捕集劑及其制備方法，屬于二氧化碳回收利用技術領域。

背景技術

二氧化碳的排放量逐漸升高導致溫室效應等問題加劇，使得全球變暖愈演愈烈，目前全球各國都致力于二氧化碳的減排和回收利用等研究，以期望減少環境中二氧化碳的占有比例，進一步利用回收的二氧化碳進行工業生產，達到環境和經濟的可持續發展。

二氧化碳的捕集方法主要有化學吸收法、膜分離、溶劑吸收、物理吸附和化學吸附等，目前利用胺類和堿類溶液進行化學吸收的方法應用比較廣泛，但是其存在占比面積大，投資費用高，且存在吸收劑易降解且易腐蝕設備等缺點。利用化學和物理吸附的方法能夠減少占用面積和投資費用，現有的物理吸附劑包括活性炭和分子篩等，化學吸附劑包括負載各種氧化物和氨基多孔材料制成的固體化學吸附劑，但是物理吸附常常存在吸附選擇性低，很難從廢氣中將二氧化碳分離出來等缺點，化學吸附劑存在吸附能力弱等缺點，吸附能力遠低于物理吸收法，在吸收二氧化碳的過程中很容易達到吸收飽和，降低二氧化碳的吸收量。

發明內容

為了解決上述問題，提供了一種二氧化碳的制備方法，該方法制備的二氧化碳捕集劑能夠提高對二氧化碳的吸附選擇性和吸附量，使用少量的捕集劑就能將廢氣中的二氧化碳吸附回收，吸附回收的二氧化碳的純度可達90%以上。將收集的二氧化碳用于采油過程，能夠提高采油效率，并且該捕集劑能夠重新吸附回收采油井出口處的二氧化碳，重新進行下一輪采油，提高二氧化碳的循環利用率。

根據本申請的一個方面，公開了一種二氧化碳捕集劑的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

將摩爾比為1：（5-10）的N-乙烯基吡咯烷酮和四乙烯硅烷預聚得第一預聚體，所述第一預聚體的聚合度為5-15；

將摩爾比為（1-10）：1的丙烯酰胺基單體和炔醇預聚得第二預聚體，所述第二預聚體的聚合度為10-40；

在所述第一預聚體中加入所述第二預聚體聚合至少3h，經純化和干燥后得所述二氧化碳捕集劑。

優選的，所述N-乙烯基吡咯烷酮和四乙烯硅烷的摩爾比1：7，所述丙烯酰胺基單體和炔醇的摩爾比為5：1。

優選的，所述純化包括使用去離子水和/或有機溶劑洗滌，并在超聲儀器中進行震蕩洗滌，所述干燥為在60-100℃下真空干燥10-20h。

可選地，所述丙烯酰胺基單體包括丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲基氯化銨、丙烯酰胺基丙基三甲基氯化銨、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸鈉、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸鉀和N-（羥甲基）丙烯酰胺中任意一種或多種。

所述炔醇包括乙炔、丙炔醇、羥基甲基丙炔、甲戊炔醇和4-戊炔-1-醇中的任意一種或多種，優選為丙炔醇。

優選的，所述丙烯酰胺基單體為N-（羥甲基）丙烯酰胺、丙烯酰胺和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的至少兩種。

優選的，所述N-（羥甲基）丙烯酰胺、丙烯酰胺和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺的重量比為（1-10）：（2-5）：（0-5）。