[發明專利]一種高選擇性一氧化碳吸附劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011593437.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112755956A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 白璞;黃少飛;閆文付;魏渝偉;肖志杰;許世業;李延峰
• 申請（專利權）人: 洛陽建龍微納新材料股份有限公司
• 主分類號: B01J20/18
• 分類號: B01J20/18;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙琪

本發明涉及氣體的分離與凈化技術領域，具體涉及一種高選擇性一氧化碳吸附劑及其制備方法和應用。本發明提供的高選擇性一氧化碳吸附劑，包括高硅分子篩和分散于所述高硅分子篩孔道中的CuCl；所述高硅分子篩中SiO₂和Al₂O₃物質的量的比＞200；所述高硅分子篩中平衡陽離子的含量＜0.1mmol/g；所述高硅分子篩的質量和CuCl的質量比為10：(3～8)。本發明提供的高選擇性一氧化碳吸附劑在保證高一氧化碳吸附容量的同時，CO/CO₂、CO/CH₄、CO/N₂分離系數比傳統銅基沸石分子篩一氧化碳吸附劑顯著提高。

技術領域

本發明涉及氣體的分離與凈化技術領域，具體涉及一種高選擇性一氧化碳吸附劑及其制備方法和應用。

背景技術

隨著碳一化學的快速發展，高純度一氧化碳(CO)作為一種重要的化工原料已被廣泛用于眾多羰基合成化學品的生產。CO大量存在于一些工業廢氣之中，如炭黑尾氣、黃磷尾氣、高爐煤氣等。這些工業廢氣中CO往往與N₂、CO₂、CH₄、H₂等雜質氣體共存。選擇性吸附回收廢氣中的CO，既可作為碳一化工的重要碳源，還可起到治理工業廢氣污染、實現資源循環利用的作用，具有極高的經濟價值和社會效益。吸附分離技術具有操作方便、耗能低、環境友好和技術成熟等優勢，而吸附劑是分離與凈化技術的核心，設計開發兼具高吸附容量和高選擇性的CO吸附劑對解決上述問題具有重要意義。

中國專利CN1103816A通過離子交換的方法將二價銅化合物負載到NaY沸石分子篩(SiO₂/Al₂O₃物質的量比約為5)孔道中，然后通過使用還原性氣體(例如CO和H₂)將二價銅還原為一價銅，制備得到一價銅-NaY分子篩吸附劑，該吸附劑在CO分壓為30mmHg和25℃條件下，CO吸附容量可達3.13mmol/g。中國專利CN86102838B通過將一價銅化合物與高比表面積硅鋁沸石分子篩載體混合加熱，將一價銅化合物負載在分子篩上，得到高效CO吸附劑，使用NaX沸石分子篩(SiO₂/Al₂O₃物質的量比約為2～3)作為載體時，CO吸附容量最大，該吸附劑在CO分壓為760mmHg和18℃條件下，CO吸附容量可達3.8mmol/g。

但是，現有銅基沸石分子篩吸附劑對CO/N₂、CO/CH₄、CO/CO₂分離系數仍較低；特別是對于高沸點的CO₂來說，CO/CO₂分離系數往往只有2左右，需要對混合氣中的高沸點CO₂進行預先脫除才能使用，增加了實際應用時的操作難度和成本。

發明內容

鑒于此，本發明的目的在于提供一種高選擇性一氧化碳吸附劑及其制備方法和應用。本發明提供的高選擇性一氧化碳吸附劑能在保證高CO高吸附容量的同時，CO/CO₂、CO/CH₄、CO/N₂分離系數比傳統銅基沸石分子篩一氧化碳吸附劑顯著提高，其中，CO/CO₂的分離系數比傳統銅基沸石分子篩一氧化碳吸附劑提高2～3倍，在使用時不需要對混合氣中的高沸點CO₂進行預先脫除即可使用，降低了實際應用時的操作難度和成本。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種高選擇性一氧化碳吸附劑，包括高硅分子篩和分散于所述高硅分子篩孔道中的CuCl；

所述高硅分子篩中SiO₂和Al₂O₃物質的量的比＞200；

所述高硅分子篩中平衡陽離子的含量＜0.1mmol/g；