[發明專利]選擇性吸附二氧化碳的多孔聚合物吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310662386.8
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103657610A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 劉曉勤;孫林兵;石耀琦;劉定華
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;B01D53/02;C01B31/20
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 郭百濤;周海斌

1.一種選擇性吸附二氧化碳的多孔聚合物吸附劑，其特征是，由鹵化芐單體與伯胺類單體聚合而成；所述吸附劑的選擇吸附性能為：在常壓25℃下，所述吸附劑的CO₂/CH₄分離選擇性至少為8.68、且CO₂/N₂分離選擇性至少為108.72，或者在常壓0℃下，所述吸附劑的CO₂/CH₄分離選擇性至少為6.35、且CO₂/N₂分離選擇性至少為56.88。

2.根據權利要求1所述選擇性吸附二氧化碳的多孔聚合物吸附劑，其特征是，所述鹵化芐單體至少為1,3,5-三氯甲基-2,4,6-三甲基苯、1,3,5-三溴甲基-2,4,6-三甲基苯、1,3,5-三氯甲基-2,4-間二甲苯、1,3,5-三氯甲基苯、1,3,5-三溴甲基苯之一；所述伯胺類單體至少為乙二胺、1,2-丙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、1,4-環己二胺、對苯二胺之一；所述鹵化芐單體與伯胺類單體的摩爾比為1:0.5-2。

3.根據權利要求1所述選擇性吸附二氧化碳的多孔聚合物吸附劑，其特征是，所述吸附劑的選擇吸附性能為：在常壓25℃下，所述吸附劑的CO₂/CH₄分離選擇性為8.68-15.75、且CO₂/N₂分離選擇性為108.72-261.41，或者在常壓0℃下，所述吸附劑的CO₂/CH₄分離選擇性為6.35-10.24、且CO₂/N₂分離選擇性為56.88-128.61。

4.一種權利要求1或2或3所述多孔聚合物吸附劑的制備方法，其特征是，包括以下步驟：

第一步、將鹵化芐單體與伯胺類單體溶解于有機溶劑中，并進行聚合反應；

第二步、將第一步所得產品在含氫氧化鉀的乙醇和水混合溶液中進行堿處理，然后洗滌、干燥，即得成品。

5.根據權利要求4所述制備方法，其特征是，第一步中，所述鹵化芐單體至少為1,3,5-三氯甲基-2,4,6-三甲基苯、1,3,5-三溴甲基-2,4,6-三甲基苯、1,3,5-三氯甲基-2,4-間二甲苯、1,3,5-三氯甲基苯、1,3,5-三溴甲基苯之一；所述伯胺類單體至少為乙二胺、1,2-丙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、1,4-環己二胺、對苯二胺之一；所述鹵化芐單體與伯胺類單體的摩爾比為1:0.5-2；所述有機溶劑至少為四氫呋喃、1,4-二氧六環、乙酸乙酯之一。

6.根據權利要求4所述制備方法，其特征是，第二步中，堿處理的處理溫度為40℃-80℃，處理時間為12-48h；堿處理所用混合溶液中，氫氧化鈉的質量濃度范圍為0.5-2%，乙醇和水的體積比為1:1；洗滌采用的溶液為由乙醇和水按體積比1:1混合而成的溶液，洗滌次數為4-5次；干燥溫度為25℃-80℃。

7.根據權利要求4所述制備方法，其特征是，第一步中：將鹵化芐單體、伯胺類單體分別溶解于有機溶劑中，然后轉入反應釜，在80℃-120℃下聚合反應12-48h；或者，在燒瓶中，將鹵化芐單體、伯胺類單體溶解于有機溶劑中，然后在氮氣氣氛下，于60℃-80℃聚合反應12-48h。

8.權利要求1或2或3所述多孔聚合物吸附劑用于從混合氣體中分離、提純二氧化碳氣體的用途。

9.根據權利要求8所述的用途，其特征是，所述混合氣體還含有甲烷氣體或氮氣。

10.一種權利要求1或2或3所述多孔聚合物吸附劑的再生方法，其特征是，包括以下步驟：將吸附飽和的所述多孔聚合物吸附劑置密閉容器中，于75-85℃下抽真空處理1.5-2.5h，即完成吸附劑的再生。