[發(fā)明專利]一種用于脫除氣體混合物中CO2的吸附劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711115038.3
• 申請(qǐng)日: 2017-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107715831B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉慶玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海偉創(chuàng)標(biāo)準(zhǔn)氣體分析技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/10
• 分類號(hào): B01J20/10;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 廣州天河萬(wàn)研知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44418
• 代理人: 劉強(qiáng);陳軒

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于脫除氣體混合物中例如廢氣中CO₂的吸附劑，該吸附劑為DD3R分子篩，其是通過(guò)將預(yù)先制備sigma?1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(guò)程制備出了高純度的DD3R分子篩。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種環(huán)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的吸附劑的制備方法。

背景技術(shù)

隨著環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排意識(shí)的增加，基于沸石分子篩作為吸附劑的吸附分離技術(shù)越來(lái)越受到全球各國(guó)的關(guān)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(dāng)?shù)囊活愇镔|(zhì)。分子篩的應(yīng)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(xué)原料合成分子篩的成本很高。常用分子篩為結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽，是由硅氧四面體或鋁氧四面體通過(guò)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(gòu)型的分子篩，具有三維的孔道結(jié)構(gòu)，其孔道大小為0.36*0.44nm。根據(jù)CO₂的分子直徑，具有八元環(huán)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)為全硅結(jié)構(gòu)，疏水能力很強(qiáng)，在高溫、含水的環(huán)境下仍然保持理想的CO₂吸附選擇性。

DD3R分子篩雖然結(jié)構(gòu)理想，但是其在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用以及相關(guān)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(guò)程較為復(fù)雜，例如按照傳統(tǒng)的原位生成需要長(zhǎng)達(dá)25天之久。目前，合成DD3R分子篩多采用文獻(xiàn)(STATE OFTHE ART)中的動(dòng)態(tài)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(lái)學(xué)者又嘗試了在合成液中添加預(yù)先制備好的晶種，可以將合成時(shí)間縮短至2d。也有學(xué)者嘗試在含氟體系下制備DD3R分子篩，也可以大幅度縮短時(shí)間，但是含氟體系對(duì)環(huán)境不利，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。也有學(xué)者嘗試將與DD3R同屬DDR構(gòu)型的Sigma-1球磨后作為晶種，其可以在短至9h內(nèi)完成晶化過(guò)程。另外，對(duì)于硅源和礦化劑的選擇，也有不同的學(xué)者進(jìn)行了各種嘗試。

但是，在各種文獻(xiàn)，關(guān)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(xiàn)，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(jià)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(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種脫除氣體混合物中CO₂的吸附劑的方法，該吸附劑為DD3R分子篩，通過(guò)在水熱合成液中的添加sigma-1晶種水熱晶化而成，其中所述的sigma-1晶種是將預(yù)先制備好的sigma-1顆粒與水混合后進(jìn)行濕法球磨，其中，球磨轉(zhuǎn)速為400-600rpm，球磨時(shí)間為3-4h，球磨程序?yàn)榍蚰?0min靜置2-5min, 并將球磨液靜置4h-5h，取下層沉淀物烘干備用；所述的水熱晶化過(guò)程是將sigma-1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(zhuǎn)移到已升溫至180-200℃的烘箱二中繼續(xù)晶化12-24h。

優(yōu)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(yōu)選地，合成液中金剛烷胺和SIO₂的摩爾比不低于0.05。