[發明專利]一種金納米負載三聚硫氰酸鹽吸收劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201910498886.X
• 申請日: 2019-06-10
• 公開（公告）號: CN110152473B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 李雨濃;吳雷鳳;葛長磊
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/62;B01J31/02;C07D263/22;B22F9/24;B82Y40/00
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 俞魯江

本發明涉及能源化工領域，具體涉及一種金納米負載三聚硫氰酸鹽吸收劑及其制備方法，將三聚硫氰酸鹽負載到金納米粒子陣列上的吸收劑，該方法實現對CO₂的吸收既可在氣相進行也可在液相進行，同時還實現了CO₂轉化的雙功能的催化作用，即對CO₂進行資源化利用。該方法具有操作簡單、合成周期短以及便于工業中大規模生產的優點，為吸收空氣中的二氧化碳開辟了新途徑。

技術領域

本發明涉及能源化工領域，具體涉及一種金納米負載三聚硫氰酸鹽吸收劑及其制備方法。

背景技術

大氣中的CO₂含量持續上升，為此人們提出了二氧化碳的捕集與儲存技術(CO₂capture and sequestration,CCS),并進行了大量的研究。在CCS技術的基礎上，研究人員提出CO₂的捕集與資源化利用(CO₂capture and utilization,CCU)策略。在對二氧化碳進行吸收的同時也能將其轉化。在20世紀80年代，在催化領域人們發現處于納米尺寸的金粒子在光學、電學等方面具有優良的性質，同時對許多化學反應具有很好的選擇性催化作用。在納米微晶狀態，金能夠在低至197K時活化一氧化碳和氧氣并生成二氧化碳。相比其它金屬，金催化作用的一個主要特征是它對一氧化碳以及其他一些反應的催化能力依賴于金顆粒的大小。制備金納米粒子陣列的方法主要有：氣液界面制備法、液液界面制備法、Langmuir-Blodgett制備法、電泳沉積制備法。同時相關的研究表明，含硫的多氮弱堿化合物如三聚硫氰酸也可以作為一種親核試劑與CO₂發生反應，而且比多氮強堿化合物吸收效果好。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種金納米負載三聚硫氰酸鹽吸收劑及其制備方法，將三聚硫氰酸鹽負載到金納米粒子陣列上的吸收劑，該方法實現對CO₂的吸收既可在氣相進行也可在液相進行，同時還實現了CO₂轉化的雙功能的催化作用，即對CO₂進行資源化利用。該方法具有操作簡單、合成周期短以及便于工業中大規模生產的優點，為吸收空氣中的二氧化碳開辟了新途徑。

具體技術方案如下：

一種金納米負載三聚硫氰酸鹽吸收劑，所述吸收劑用于吸收CO2，是將三聚硫氰酸鹽負載到金納米粒子陣列上，三聚硫氰酸鹽中N位點與S位點會形成共軛結構，同時含有的氮可固定CO₂，強化復合材料對二氧化碳的吸附作用。

一種金納米負載三聚硫氰酸鹽吸收劑的制備方法，將三聚硫氰酸鹽負載到金納米粒子陣列上的吸收劑，具體包括如下步驟：

(1)金納米粒子的合成

以氯金酸和鹽酸為原料配制40mmol/L-60mmol/L等摩爾濃度的HAuCl₄/HCl混合溶液；以NaBH₄和NaOH為原料，配制40mmol/L-60mmol/L等摩爾濃度的NaBH₄/NaOH混合溶液；將加入去離子水的比色管放入渦旋振蕩器中以一定的轉速振蕩，在振蕩條件下加入HAuCl₄/HCl混合溶液；在同樣的條件下，垂直與比色管壁、快速加入NaBH₄/NaOH混合溶液并計時1min，放入沸水浴加熱2.5min，取出后自然冷卻至室溫；

(2)金屬納米粒子的相轉移

首先向金屬納米粒子溶液中加入丙酮，振蕩使其混合均勻后再向其中加入正己烷與少量正十二烷基硫醇的混合溶液，其中丙酮與正己烷的質量比1:1，充分振蕩，靜置備用；

(3)金納米粒子陣列的制備