[發(fā)明專利]一種活性炭基CO吸附劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210045611.2
• 申請(qǐng)日: 2022-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN116474719A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張延鵬;張勝中;范得權(quán);楊陽;王紅濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號(hào): B01J20/20
• 分類號(hào): B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種活性炭基CO吸附劑及其制備方法。所述制備方法包括以下：（1）將活性炭原料與銅鹽前體混合均勻；（2）將步驟（1）所得混合物在惰性氣氛下進(jìn)行焙燒；（3）將步驟（2）所得混合物與介孔填充物及銅鹽前體混合均勻；（4）將步驟（3）中所得混合物在一定溫度下焙燒，制得負(fù)載氯化亞銅的高選擇性CO吸附劑。本發(fā)明通過在活性炭基吸附劑的制備過程中加入介孔填充劑混合物，并原位進(jìn)行炭化，提高了吸附劑對(duì)CO/CH₄的吸附選擇性。本發(fā)明提供的吸附劑的CO吸附量在40mL/g以上，CO/CH₄選擇性達(dá)到10以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于吸附分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種活性炭基CO吸附劑及其制備方法。

背景技術(shù)

CO是一種重要的化工原料，可用于生產(chǎn)甲酸、醋酸、碳酸酯等化工產(chǎn)品。同時(shí)，CO作為一種氣體雜質(zhì)，廣泛存在于許多化工氣體如氫氣中，而CO對(duì)許多催化劑具有毒化作用。因此，需要將CO從氣體中分離出來進(jìn)行富集利用或從氣體中除去。

分離CO常用的方法有吸附分離法、深冷分離法和溶液吸收法。而吸附分離法因能耗低、效率高而得到了廣泛利用。吸附分離法的關(guān)鍵是開發(fā)高效吸附劑。在CO吸附劑中常利用一價(jià)銅金屬對(duì)CO的π絡(luò)合吸附來開發(fā)高效吸附劑，并且一價(jià)銅吸附劑對(duì)CO具有高選擇吸附性而對(duì)N₂、CH₄等氣體則因不具有π絡(luò)合效應(yīng)。利用這一效應(yīng)可用于分離提純含CO的混合氣體。

在制備銅基CO吸附劑時(shí)，需將銅金屬前體負(fù)載于多孔載體上，并進(jìn)行進(jìn)一步的還原，制備負(fù)載一價(jià)銅的CO吸附劑。常用的多孔載體包括活性炭、分子篩等?；钚蕴炕鵆O吸附劑具有載體價(jià)廉易得、活性炭自身具有一定還原性等優(yōu)勢(shì)而廣泛應(yīng)用。

中國專利CN108704609A開了一種用于CO吸附分離的單分子層CuCl/活性炭吸附劑制備方法，其將Cu₂(OH)₂CO₃和CuCl₂溶于甲酸中獲得二價(jià)銅鹽溶液，并將其浸漬于活性炭表面，得到吸附劑前驅(qū)體；然后在真空環(huán)境下或者流動(dòng)的惰性氣氛N₂或Ar環(huán)境下對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行加熱處理，即可制備得到單分子層CuCl/活性炭吸附劑。該發(fā)明吸附劑雖然具有較高的CO/N₂吸附選擇性，但是CO/CH₄的吸附選擇性不高。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明提供了一種活性炭基CO吸附劑及其制備方法。

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種活性炭基CO吸附劑的制備方法。

本發(fā)明的活性炭基CO吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）將活性炭原料與銅鹽前體混合均勻；

（2）將步驟（1）所得混合物在惰性氣氛下進(jìn)行焙燒；

（3）將步驟（2）所得混合物與介孔填充物及銅鹽前體混合均勻；

（4）將步驟（3）中所得混合物在一定溫度下焙燒，制得負(fù)載氯化亞銅的高選擇性CO吸附劑。

進(jìn)一步，步驟（1）中的所述活性炭原料選自煤基活性炭、椰殼基活性炭、木材基活性炭等中的至少一種，優(yōu)選煤基活性炭。

進(jìn)一步，步驟（1）中的所述混合方式包括固體高速攪拌混合、研磨混合、溶液混合中的一種，優(yōu)選研磨混合或溶液混合。

進(jìn)一步，步驟（1）中的所述銅鹽前體選自氯化銅、氯化亞銅中的至少一種，優(yōu)選氯化銅。所述銅鹽前體可以為溶液形式，也可以為固體形式。

進(jìn)一步，步驟（1）中銅鹽前體以干基計(jì)與活性炭原料的質(zhì)量比為5%-70%。

進(jìn)一步，步驟（2）中所述焙燒的條件包括：焙燒氣氛為氮?dú)?、氬氣等氣氛，焙燒溫度?50~500℃，優(yōu)選200~450℃；焙燒時(shí)間為0.2~5h，優(yōu)選0.5~4h。