[發明專利]一種脫碳吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710871121.7
• 申請日: 2017-09-24
• 公開（公告）號: CN107697924B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 劉麗萍;林萬喜;姚紅梅;劉慶玉
• 申請（專利權）人: 劉麗萍;林萬喜;姚紅梅
• 主分類號: C01B37/02
• 分類號: C01B37/02;B01J20/18;B01D53/02;B01J20/30
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 葉春娜

本發明公開了一種從氣體混合物中脫碳的吸附劑及其制備方法，該吸附劑為DD3R分子篩，其是通過將預先制備ZSM?58分子篩顆粒濕法球磨并靜置處理獲取晶種，并將其混合于含有低模板劑的合成液中，并配合兩段晶化過程制備出了高純度的DD3R分子篩。

技術領域

本發明涉及一種環保吸附劑的制備方法，特別涉及一種用于脫除氣體混合物中CO₂的脫碳吸附劑的制備方法。

背景技術

隨著環境保護和節能減排意識的增加，基于沸石分子篩作為吸附劑的吸附分離技術越來越受到全球各國的關注和重視。分子篩是指具有均勻的微孔，其孔徑與一般分子大小相當的一類物質。分子篩的應用非常廣泛，可以作高效干燥劑、選擇性吸附劑、催化劑、離子交換劑等，但是使用化學原料合成分子篩的成本很高。常用分子篩為結晶態的硅酸鹽或硅鋁酸鹽，是由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連而形成分子尺寸大小的孔道和空腔體系，因吸附分子大小和形狀不同而具有篩分大小不同的流體分子的能力。

DD3R分子篩是一種全硅DDR構型的分子篩，具有三維的孔道結構，其孔道大小為0.36*0.44nm。根據CO₂的分子直徑，具有八元環結構的DDR型分子篩為理想的吸附劑之一。近些年的研究可以證明DD3R分子篩能夠有效的吸附、分離CO₂。相較于A型分子篩， DD3R結構為全硅結構，疏水能力很強，在高溫、含水的環境下仍然保持理想的CO₂吸附選擇性。

DD3R分子篩雖然結構理想，但是其在現實中的應用以及相關的研究論文、專利較之其他類型的分子篩，例如NaA、MFI、T型等少的可憐，究其原因就是其合成過程較為復雜，例如按照傳統的原位生成需要長達25天之久。目前，合成DD3R分子篩多采用文獻(STATE OFTHE ART)中的動態合成法，其需要高溫油浴、冰浴等繁瑣步驟，而且其合成液配方為ADA(模板劑): SIO₂（硅源）:EDA（礦化劑乙二胺）: H₂O =47:100:404:11240。后來學者又嘗試了在合成液中添加預先制備好的晶種，可以將合成時間縮短至2d。也有學者嘗試在含氟體系下制備DD3R分子篩，也可以大幅度縮短時間，但是含氟體系對環境不利，不適合大規模生產。也有學者嘗試將與DD3R同屬DDR構型的Sigma-1球磨后作為晶種，其可以在短至9h內完成晶化過程。另外，對于硅源和礦化劑的選擇，也有不同的學者進行了各種嘗試。

但是，在各種文獻，關于合成液的配方基本變化不大，基本采用ADA: SIO₂:EDA:H₂O=47:100:404:11240的配方，也有采用不同配方的文獻，但是其ADA與SIO₂的摩爾比基本保持在0.5左右甚至更高。而作為模板劑的金剛烷胺，其價格昂貴，其顯著提高了DD3R分子篩膜的制備成本，因此，急需一種以降低金剛烷胺用量配方的方法制備DD3R分子篩。

發明內容

本發明提出了一種脫碳吸附劑的方法，該吸附劑為DD3R分子篩，通過在水熱合成液中的添加ZSM-58晶種水熱晶化而成，其中所述的ZSM-58晶種是將預先制備好的ZSM-58顆粒與水混合后進行濕法球磨，其中，球磨轉速為300-450rpm，球磨時間為3h，球磨程序為球磨10min靜置2-5min, 并將球磨液靜置2h-4h，取下層沉淀物烘干備用；所述的水熱晶化過程是將ZSM-58晶種添加到合成液并置于合成釜中，將合成釜放入烘箱一中是其從室溫逐漸升溫至100-120℃并保持0.5-2h，升溫速度為0.5-2℃/min，隨后將合成釜轉移到已升溫至180-200℃的烘箱二中繼續晶化12-24h。

優選地，合成液中含有金剛烷和SiO₂，其中金剛烷胺和SIO₂的摩爾比不高于0.2。

優選地，合成液中金剛烷胺和SIO₂的摩爾比不低于0.05。

優選地，合成液中含有礦化劑，該礦化劑為非含氟礦化劑。