[發(fā)明專利]一種雙氧水預(yù)氧化廢棄果殼的氮摻雜活性炭的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810162710.2
• 申請(qǐng)日: 2018-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108499532A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡衛(wèi)權(quán);朱夢(mèng)媛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/22
• 分類號(hào): B01J20/22;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

本發(fā)明公開(kāi)了一種雙氧水預(yù)氧化廢棄果殼的氮摻雜活性炭的制備方法，步驟如下：將預(yù)處理過(guò)的廢棄果殼與蒸餾水混合攪拌后水熱，得到炭的前驅(qū)體，將其依次與雙氧水、尿素、堿金屬草酸鹽混合攪拌，得到活化前懸浮液；懸浮液依次經(jīng)過(guò)干燥、研磨、焙燒、洗滌、干燥等步驟，制得所述的氮摻雜活性炭吸附劑。本發(fā)明具有原料廉價(jià)易得、制備條件溫和以及所制得的吸附劑在室溫下對(duì)CO₂的吸附量高、循環(huán)再生吸附性能好、CO₂/N₂選擇性吸附較佳等優(yōu)點(diǎn)。所制備的氮摻雜活性炭的比表面積最高可達(dá)1563.42m²/g，在常溫常壓下對(duì)CO₂的吸附量可達(dá)3.94mmol/g，且循環(huán)吸附25次后其吸附量仍然保持穩(wěn)定，為初始吸附量的96％；在常溫常壓下對(duì)CO₂/N₂的吸附選擇性可達(dá)64.03。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及CO₂捕獲，尤其是一種用于室溫下吸附CO₂的廢棄果殼基活性炭吸附劑的制備方法。

背景技術(shù)

以化石燃料燃燒進(jìn)行發(fā)電的火電廠是全球最大的CO₂排放源，約占CO₂總排放量的35％。在燃料燃燒、預(yù)燃燒和燃燒后三種碳捕獲方法中，從燃燒后的煙道氣中捕獲CO₂是最簡(jiǎn)單的方法。燃燒后的煙道氣(T＜200℃)主要是CO₂和N₂的混合物，但因CO₂分壓較低導(dǎo)致其分離難度很大，在某種意義上，已成為制約21世紀(jì)世界節(jié)能減排格局的重大科學(xué)問(wèn)題。因此，對(duì)低溫CO₂進(jìn)行吸附、回收具有十分重要的實(shí)際意義。

目前，捕集低溫CO₂的主要方法有溶劑吸收法、多孔固態(tài)吸附法和膜分離法等。其中溶劑吸收法對(duì)設(shè)備有強(qiáng)腐蝕性、吸收劑再生能耗大及易被氧化易降解；膜分離法存在分離效率較低、成本高等問(wèn)題，限制了其應(yīng)用。相比之下，固體吸附法操作相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備的腐蝕性小，是一項(xiàng)極具推廣前景的CO₂捕集回收技術(shù)。報(bào)道較多的低溫吸附劑包括沸石、分子篩、活性炭、金屬有機(jī)框架化合物等。

CN102092711A公開(kāi)了一種中藥渣制備活性炭的方法，將中藥渣預(yù)先除雜，在100-120℃下烘干，粉碎成粉末，按一定比例將中藥渣粉末浸泡于質(zhì)量濃度為40％的磷酸中，用超聲波浸漬25min，將浸泡過(guò)的中藥渣粉末置于微波爐中加熱，停止加熱后，在爐內(nèi)燜1h，取出后用80-90℃的蒸餾水或者去離子水洗滌至pH為6.5-7.0，烘干即制得活性炭。該方法雖然工藝簡(jiǎn)單，但原料不易獲得，磷酸活化法制得的活性炭孔隙不均勻、比表面積較小，吸附效果差。CN102211767A公開(kāi)了一種文冠果子殼顆粒活性炭及其制備方法，將文冠果子殼粉碎、過(guò)篩預(yù)處理后干燥，再粉碎、酸浸、干燥、活化、漂洗、干燥、過(guò)篩得成品活性炭。該方法工藝簡(jiǎn)單，廢物利用率高，但文冠果在特定的地域生長(zhǎng)，不易獲得，極大地限制了活性炭的制備。