[發(fā)明專(zhuān)利]一種高效吸附環(huán)境二氧化碳的Ce摻雜介孔分子篩及制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011497603.9
• 申請(qǐng)日: 2020-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112657477A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊彬;白曉春;吳華成;周衛(wèi)青;李朋;魚(yú)小兵;潘曉彤;王綠;吳健;呂平海;耿明昕;趙亞林;韓文;景龑;王育佳;申晨;馬建剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)(西安)環(huán)保技術(shù)中心有限公司;國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/30
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/30;B01J20/18;B01J20/28;B01D53/02
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發(fā)明公開(kāi)了一種高效吸附環(huán)境二氧化碳的Ce摻雜介孔分子篩及制備方法，包括以下步驟：步驟1，準(zhǔn)備含有有機(jī)物的介孔分子篩；步驟2，將介孔分子篩采用多階段高溫煅燒去除模板劑形成介孔。能夠高效、穩(wěn)定消除環(huán)境大氣中二氧化碳，通過(guò)使用軟模板劑P123形成介孔分子篩，同時(shí)通過(guò)Ce摻雜進(jìn)一步提高分子篩孔道對(duì)吸附二氧化碳的穩(wěn)定作用，減少二氧化碳的逃逸而造成二次污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于吸附材料技術(shù)領(lǐng)域，具體屬于環(huán)境氣體吸附材料制備領(lǐng)域，特別是一種高效吸附環(huán)境二氧化碳的Ce摻雜介孔分子篩及制備方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)的發(fā)展，化石燃料的大量使用引起全球大氣中CO₂濃度迅猛增長(zhǎng)，特別是近十年間大氣中CO₂濃度的增長(zhǎng)速度非常快，由于大氣中CO₂濃度升高將導(dǎo)致全球氣溫升高5℃，海平面上升。溫室氣體的增加造成了全球溫度上升，引起了干旱、洪澇、海平面上升、極端氣候等一系列問(wèn)題，嚴(yán)重影響了地球的生態(tài)平衡以及人類(lèi)未來(lái)的生存環(huán)境，對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。同時(shí)在救生艙、隧道、地下停車(chē)場(chǎng)、宇宙飛船、特殊避難場(chǎng)所等特殊環(huán)境中，高濃度二氧化碳不僅危害人體健康，引起頭暈眼花，思維混亂，惡心，嘔吐等癥狀。而且會(huì)使人失去知覺(jué)甚至死亡。

因此，亟需采取有效措施消除降低環(huán)境大氣中CO₂濃度，而CO₂吸附技術(shù)是快速降低二氧化碳濃度的重要舉措。在CO₂吸附技術(shù)中，吸附材料是直接影響吸附效果的重要因素。目前在所用的吸附技術(shù)中，活性炭是應(yīng)用最多的吸附材料，具有成本低、環(huán)保無(wú)污染、可重復(fù)再生等諸多特點(diǎn)，但是活性炭作為一種固體吸附材料其吸附容量較小，容易吸附飽和，且易受到外界條件改變而重新釋放所吸附的二氧化碳形成二次污染的問(wèn)題。因此研發(fā)一種新型高效吸附環(huán)境二氧化碳的材料具有廣闊的市場(chǎng)前景。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種高效吸附環(huán)境二氧化碳的介孔分子篩材料及制備方法，通過(guò)使用軟模板劑P123形成介孔分子篩，同時(shí)通過(guò)Ce摻雜進(jìn)一步提高分子篩孔道對(duì)吸附二氧化碳的穩(wěn)定作用，減少二氧化碳的逃逸而造成二次污染。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種高效吸附環(huán)境二氧化碳的Ce摻雜介孔分子篩制備方法，包括以下步驟：步驟1，準(zhǔn)備含有有機(jī)物的介孔分子篩；步驟2，將介孔分子篩采用多階段高溫煅燒去除模板劑形成介孔。

進(jìn)一步的，所述步驟1使用P123、鈦酸四丁酯、硫酸鋁、硅酸鈉、正丁胺和鈰鹽進(jìn)行水熱合成含有有機(jī)物的介孔分子篩。

進(jìn)一步的，所述介孔分子篩為ZSM-5型、T型、NaA型或MOR型分子篩中的一種。

進(jìn)一步的，在水熱反應(yīng)制備過(guò)程中添加P123三嵌段聚合物為軟模板劑。

進(jìn)一步的，所述水熱反應(yīng)條件為，反應(yīng)溫度為150～180℃，反應(yīng)時(shí)間為24～48h。

進(jìn)一步的，所述步驟1中添加物料的摩爾比為P123:硫酸鋁:鈦酸四丁酯:硅酸鈉:正丁胺＝0.05～0.1:15～25:1:0.1-2.5:8～10；優(yōu)選的，添加物料的摩爾比為P123:硫酸鋁:鈦酸四丁酯:硅酸鈉:正丁胺＝0.05～0.1:18～25:1:0.5-2.5:8～10。

進(jìn)一步的，所述步驟1中所述鈰鹽為硝酸鈰、氯化鈰、碳酸鈰中的至少一種。

進(jìn)一步的，所述步驟2中所述煅燒過(guò)程為多步驟程序升溫煅燒過(guò)程，具體為在120～200℃溫度條件下煅燒2～6h，然后在250～300℃溫度條件下煅燒2～6h，繼續(xù)在300～400℃溫度條件下煅燒2～6h，最后在400～500℃溫度條件下煅燒2～6h。

本發(fā)明的另一目的是提供一種根據(jù)上述制備方法制得的Ce摻雜介孔分子篩，比表面積為130m²/g，含有均一介孔結(jié)構(gòu)，孔徑為10-15nm，分子篩表面為-OH基基團(tuán)。