[發(fā)明專利]一種樹脂基二氧化碳吸附劑的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810032534.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN108043368A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋居正;陳炎;陳曦;閆淵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安鴻鈞睿澤新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/26
• 分類號(hào): B01J20/26;B01J20/30;B01J20/34;B01D53/02
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

本發(fā)明公開了一種樹脂基二氧化碳吸附劑的制備方法；包括如下步驟：1，將D201大孔苯乙烯系陰離子交換樹脂顆粒用去離子水洗滌并過(guò)濾一次；2，將洗滌后的樹脂浸泡在磷酸鹽溶液中，并攪拌進(jìn)行離子交換，每2～4小時(shí)更換一次磷酸鹽溶液，更換三次溶液后結(jié)束離子交換；3，將離子交換后的樹脂用去離子水反復(fù)沖洗至洗出液至中性；4，將沖洗后的樹脂放入干燥箱內(nèi)烘干，得到的干燥樹脂即為樹脂基二氧化碳吸附劑，該吸附劑可以濕法再生；本發(fā)明通過(guò)離子交換將D201大孔苯乙烯系陰離子交換樹脂中的氯離子替換為磷酸根離子，磷酸根作為活性官能團(tuán)可以在干燥環(huán)境中吸附大氣中的CO2，在濕潤(rùn)環(huán)境中解吸附CO2，實(shí)現(xiàn)吸附劑再生，再生成本及其低。同時(shí)制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，原材料成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二氧化碳吸附劑的制備方法，具體涉及一種樹脂基二氧化碳吸附劑的制備方法。

背景技術(shù)

二氧化碳捕集與封存技術(shù)是解決全球二氧化碳濃度持續(xù)升高的有效方法，其中二氧化碳吸附劑是該技術(shù)的重中之重。目前工業(yè)中常用的二氧化碳吸附劑為胺類吸附劑，該種吸附劑再生需要較高的溫度，所以再生能耗高，不適合大規(guī)模用于二氧化碳捕集。

濕法再生二氧化碳吸附劑可以在干燥環(huán)境中吸附二氧化碳，并在濕潤(rùn)環(huán)境中解吸附二氧化碳實(shí)現(xiàn)吸附劑再生，該種吸附劑再生成本及其低，適合用于大規(guī)模二氧化碳捕集。

D201大孔苯乙烯系陰離子交換樹脂含有大量的季胺基團(tuán)，帶正電的季胺基團(tuán)可以吸引帶負(fù)電的基團(tuán)，如磷酸根離子。三價(jià)磷酸根離子經(jīng)過(guò)多級(jí)水解可以產(chǎn)生氫氧根離子。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種樹脂基二氧化碳吸附劑的制備方法，通過(guò)離子交換使D201大孔苯乙烯系陰離子交換樹脂可以負(fù)載磷酸根，磷酸根在納米孔洞中的多級(jí)水解反應(yīng)是可逆的，通過(guò)控制濕度即可控制可逆反應(yīng)的進(jìn)行方向，而磷酸根離子水解反應(yīng)產(chǎn)生的氫氧根離子可以吸附二氧化碳，因此可以通過(guò)控制濕度實(shí)現(xiàn)二氧化碳的吸附與解吸附。并且，相比于負(fù)載碳酸根的樹脂，負(fù)載磷酸根的樹脂具有更大的吸附量和更快的吸附、解吸附速度。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種樹脂基二氧化碳吸附劑的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

步驟一，將D201大孔苯乙烯系陰離子交換樹脂顆粒加入到去離子水中攪拌洗滌2～4小時(shí)，然后過(guò)濾得到洗滌后的樹脂顆粒；

步驟二，然后將洗滌后的樹脂顆粒浸泡在0.5mol/L的磷酸鹽溶液中，并攪拌進(jìn)行離子交換，每2～4小時(shí)更換一次磷酸鹽溶液，更換三次溶液后結(jié)束離子交換；

步驟三，將離子交換后的樹脂用去離子水反復(fù)沖洗至洗出液呈中性；

步驟四，將沖洗后的樹脂放入干燥箱內(nèi)，烘干24小時(shí)以上，得到的干燥樹脂即為樹脂基二氧化碳吸附劑，該吸附劑可以濕法再生。

優(yōu)選的，在步驟一中，D201大孔苯乙烯系陰離子交換樹脂顆粒的粒徑范圍為25um～500um，D201大孔苯乙烯系陰離子交換樹脂顆粒與去離子水的體積比為1:2～1:4。

優(yōu)選的，在步驟二中，所用的磷酸鹽可以是磷酸鉀、磷酸鈉或者二者的任意比例混合物，樹脂顆粒與磷酸鹽溶液的體積比為1:2～1:4。

優(yōu)選的，在步驟四中，干燥箱內(nèi)的溫度范圍為25～60℃。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)制備方法中原材料D201大孔苯乙烯系陰離子交換樹脂和磷酸鹽均可大量獲得，成本相對(duì)低廉。

(2)提高濕度即可實(shí)現(xiàn)吸附劑的再生，再生方法清潔、低能耗，適合大規(guī)模應(yīng)用。

(3)相比于負(fù)載碳酸根的樹脂，吸附量更大，吸附、解吸附速度更快。