[发明专利]用于俘获二氧化碳的胺吸附剂及其制造和使用方法

权利要求书

1.用于制备CO₂-选择性吸附材料的方法，所述方法包括：

提供固体材料；

提供胺源；

使所述固体材料与所述胺源接触以在所述固体材料的表面上吸附胺分子；以及

使所述固体材料表面上的吸附胺分子与CO₂流接触，以使在与所述胺和所述固体材料接触时，CO₂与所述胺分子的胺官能团结合，减小所述胺官能团与所述固体表面相互作用的可能性，并增加可用于俘获CO₂的胺部位。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体材料选自硅石、钢、沸石、含碳飘尘、飘尘、活性炭、木炭、含碳材料和铁粉。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体材料是任何固体的低极性材料。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所得到的吸附剂显示出至少2个特征IR带，一个在大约3282cm^-1，一个在大约3354cm^-1。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述胺源是二元或更多元链烷胺或芳族胺。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述胺源是五胺。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述胺源选自四亚乙基五胺和五亚乙基六胺。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述胺源与溶剂结合。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述溶剂包括具有一个羟基的醇和具有多个羟基的醇。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述溶剂选自多元醇、聚乙二醇、丙醇、丁醇、乙醇、单乙醇胺和二乙醇胺。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述溶剂是醇。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述醇具有低于135℃的沸点并在俘获CO₂前挥发。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述醇具有高于135℃的沸点，并保留在所述吸附剂上以增强CO₂俘获。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述胺源以每克固体大约0.5微升至5ml的增量加入所述固体材料，以允许所述胺源中的溶剂组分在进一步加入胺源以吸附在所述材料表面上之前挥发。

15.根据权利要求1所述的方法，其中在所述固体材料与CO₂气体接触后将所述胺源加入所述固体材料。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体材料被所述胺源和所述CO₂气体同时接触。

17.根据权利要求1所述的方法，其中所述胺官能团包含N、NH或NH₂并用作胺部位。

18.用于制备含硫选择性吸附材料的方法，所述方法包括：

提供固体材料；

提供胺源；

使所述固体材料与所述胺源接触以在所述固体材料的表面上吸附胺分子；以及

使所述固体材料表面上的吸附胺分子与含硫流接触，以使在与所述胺和所述固体材料接触时，所述含硫材料与所述胺分子的胺官能团结合，减小所述胺官能团与所述固体表面相互作用的可能性，并增加可用于俘获所述含硫材料的胺部位。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述含硫材料选自硫化氢(H₂S)、流化羰(COS)、CS₂、噻吩、硫芴、四氢噻吩(THT)、二甲硫(DMS)、硫醇、叔丁基硫醇(TBM)、2-甲基-2-丙硫醇、1-丙硫醇、异丁硫醇、2-丁硫醇、1-丁硫醇、1-戊硫醇、1-己硫醇和1-庚硫醇。

20.一种CO₂选择性吸附器，其包括氧化物材料，在该氧化物材料表面上吸附有能够从含CO₂流中选择性俘获CO₂的胺分子，以使在所述氧化物材料上的至少3mmol/g的可用吸附部位俘获所述含CO₂流中99％的CO₂分子。