[發(fā)明專利]一種高效吸附CO2的活性炭的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410560606.0 | 申請日： | 2014-10-21 |
| 公開（公告）號： | CN104310396A | 公開（公告）日： | 2015-01-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李開喜;萬柳 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學院山西煤炭化學研究所 |
| 主分類號： | C01B31/12 | 分類號： | C01B31/12 |
| 代理公司： | 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101 | 代理人： | 劉寶賢 |
| 地址： | 030001 山*** | 國省代碼： | 山西;14 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 高效 吸附 co sub 活性炭 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種活性炭的制備方法，具體地說涉及一種高效吸附CO2的活性炭的制備方法。
背景技術(shù)
隨著全球氣候變暖等環(huán)境問題的日益惡化，傳統(tǒng)化石燃料燃燒產(chǎn)生大量的溫室氣體CO2的捕獲與封存技術(shù)逐漸受到人們的關(guān)注。除了傳統(tǒng)液氨吸收法、膜分離、低溫蒸餾等方法外，活性炭吸附法憑借其低廉的成本、高吸附容量、高選擇吸附性、優(yōu)異的循環(huán)再生使用穩(wěn)定性等優(yōu)勢，是目前CO2氣體捕獲眾多技術(shù)中最具發(fā)展前景的技術(shù)之一。普通商業(yè)化活性炭盡管具有較高的比表面積、發(fā)達的微孔結(jié)構(gòu)和大的孔容，但直接用于CO2氣體的捕獲仍然存在較多問題，如吸附容量較低、選擇性差、吸附速率慢、循環(huán)再生使用周期長。通過修飾或嫁接等方式在活性炭表相或體相中引入堿性含氮官能團，能有效提高活性炭對酸性CO2氣體的吸附容量和吸附選擇性，因而收到廣泛的關(guān)注。
專利申請?zhí)枮?01210562808.X的“具有良好二氧化碳吸附分離性能的含氮炭材料及其應用”專利通過在活性炭表面聚合一種含氮化合物，再經(jīng)煅燒獲得具有不同氮含量的多孔炭材料，可用于多種氣體中CO2的吸附分離。專利未給出相應的CO2分離因子，但可以確定的是由于在活性炭表面聚合了高分子，其比表面積將顯著下降，盡管可提高CO2分離因子，但對其吸附卻顯著下降；
專利申請?zhí)枮?01210167846.5的“一種捕獲煙氣中CO2的吸附劑及其制備方法”專利同樣采用了多孔炭材料浸漬含氮的化合物，之后在氫氣氣氛中進行干燥獲得對CO2吸附容量達的捕獲劑，其所用炭材料的比表面積大于800m2/g，但未給出其CO2捕獲數(shù)量；
專利申請?zhí)枮?01110329392.2的“用于捕獲CO2的球狀活性炭的制備方法”提供了一種低成本、高含氮的用于捕獲CO2的球狀活性炭的制備方法。其氮含量在1.8-5.4wt%之間，CO2捕獲量在7.4-14.8wt%之間；
專利申請?zhí)枮?01110329424.9的“一種提高樹脂炭比表面積以利于CO2捕獲的方法”中，雖然樹脂炭的比表面積最高已達到了1510m2/g，但對CO2的捕獲量僅為11.8wt%。
盡管上述專利采用含氮試劑處理成品活性炭，或是直接采用含氮聚合物進行炭化、活化合成出含氮多孔炭材料，但普遍存在炭材料比表面積小、氮含量低且收率較低等缺點，難以滿足高效捕獲CO2的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高比表面積、高氮含量和高CO2吸附性能的活性炭的制備方法。
本發(fā)明的制備方法包括如下步驟:
（1）含氮預聚物的合成：三聚氰胺和甲醛在60-90℃下攪拌反應30-90min后加入對氨基苯酚，之后在60-120℃下回流反應4-8h，降溫到室溫，然后加入F127或P123的甲醇溶液，室溫下攪拌3-6h后，倒入敞口容器內(nèi)室溫下甲醇自然揮發(fā)8-12h后，以0.5-2℃/min的升溫速率分別在100-120、130-160、170-190、210-230和240-260℃下分段分別固化3-6h，獲得含氮預聚物；
如上所述的對氨基苯酚：三聚氰胺：甲醛摩爾數(shù)比為1：（0.5-2）：（3-12）；三聚氰胺：F127或P123的摩爾數(shù)比例為1：（0.005-0.02）；每摩爾氨基苯酚中添加20-200ml的甲醇；
（2）含氮預聚物的炭化：將含氮預聚物在氮氣保護下以0.5-2℃/min的速率升溫至500-700℃，并在此溫度下炭化2-4h，得到炭化料；
（3）含氮預聚物的活化：將得到的炭化料與KOH按質(zhì)量比1:（1-4）混合后，以2-5℃/min的速率升溫至500-700℃，并在此溫度下活化0.5-2.0h,最后經(jīng)去離子水反復洗滌至中性，干燥后得到產(chǎn)品。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
1、由于本專利采用了氮含量高的化合物進行聚合，故所得預聚物中也含有高的氮含量；同樣，由于采用較低的炭化和活化溫度，也保證了最終產(chǎn)品中的氮含量。
2、本專利采用了化學活化的方法，所得產(chǎn)品的比表面積明顯高于常規(guī)物理活化所得產(chǎn)品的性能。
3、本專利所得產(chǎn)品的CO2吸附性能高達19.8%。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于中國科學院山西煤炭化學研究所，未經(jīng)中國科學院山西煤炭化學研究所許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201410560606.0/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
- 一種Nd<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-Yb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>改性的La<sub>2</sub>Zr<sub>2</sub>O<sub>7</sub>-(Zr<sub>0.92</sub>Y<sub>0.08</sub>)O<sub>1.96</sub>復相熱障涂層材料
- 無鉛[(Na<sub>0.57</sub>K<sub>0.43</sub>)<sub>0.94</sub>Li<sub>0.06</sub>][(Nb<sub>0.94</sub>Sb<sub>0.06</sub>)<sub>0.95</sub>Ta<sub>0.05</sub>]O<sub>3</sub>納米管及其制備方法
- 磁性材料HN(C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>)<sub>3</sub>·[Co<sub>4</sub>Na<sub>3</sub>(heb)<sub>6</sub>(N<sub>3</sub>)<sub>6</sub>]及合成方法
- 磁性材料[Co<sub>2</sub>Na<sub>2</sub>(hmb)<sub>4</sub>(N<sub>3</sub>)<sub>2</sub>(CH<sub>3</sub>CN)<sub>2</sub>]·(CH<sub>3</sub>CN)<sub>2</sub> 及合成方法
- 一種Bi<sub>0.90</sub>Er<sub>0.10</sub>Fe<sub>0.96</sub>Co<sub>0.02</sub>Mn<sub>0.02</sub>O<sub>3</sub>/Mn<sub>1-x</sub>Co<sub>x</sub>Fe<sub>2</sub>O<sub>4</sub> 復合膜及其制備方法
- Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-TeO<sub>2</sub>-SiO<sub>2</sub>-WO<sub>3</sub>系玻璃
- 熒光材料[Cu<sub>2</sub>Na<sub>2</sub>(mtyp)<sub>2</sub>(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>3</sub>]<sub>n</sub>及合成方法
- 一種(Y<sub>1</sub>-<sub>x</sub>Ln<sub>x</sub>)<sub>2</sub>(MoO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>薄膜的直接制備方法
- 熒光材料(CH<sub>2</sub>NH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>ZnI<sub>4</sub>
- Li<sub>1.2</sub>Ni<sub>0.13</sub>Co<sub>0.13</sub>Mn<sub>0.54</sub>O<sub>2</sub>/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>復合材料的制備方法
