[发明专利]埃洛石基二氧化碳吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳吸附剂，特别涉及埃洛石基二氧化碳吸附剂。 

背景技术

近年来，“温室效应”引起的气候变化已成为一个全球性的环境问题，对人类自身的生存和社会经济的持续发展带来了巨大的威胁，也愈来愈引起世界各国的高度重视。造成全球变暖的温室气体中，CO₂是对气候变化影响最大的气体，它产生的增温效应占所有温室气体总增温效应的63％，且在大气中的留存期最长，可达到200年。 

全球变暖日益严重影响了地球的生态环境和气候变化，包括植被的迁徙与物种灭绝，气候带移动，海平面上升和陆地淹没，洋流变化与厄尔尼诺频发等。这主要是由二氧化碳等温室气体的增温效应造成的。根据联合国气候变化政府间专家委员会的第四次评估报告，20世纪全球平均地表温度已增加0.6℃，海平面已上升0.1-0.2m，若再不采取措施，到2100年全球平均地面温度将比1990年增加1.4℃-5.8℃，海平面将上升0.09米-0.88米。这对于地势不高的沿海低洼地区基岛屿iguojia将造成严重威胁。 

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)日前公布的最新数据显示，2011年全球大气中二氧化碳平均水平达到390ppm，远超过工业革命前的280ppm。过去10年中大气二氧化碳含量每年增长1.8ppm，而有连续直接测量记录以来的增长率为1.4ppm/a。而在过去很长一段时间内，由于自然因素引起的大气中二氧化碳浓度变化在181ppm到297ppm之间浮动，上一次相当于现在的浓度水平的出现可能要追溯到270万年以前。如今大气中二氧化碳的含量已经达到了210万年来的最高值。如按目前增长的速度，到2100年CO₂含量将增加到550ppm，即几乎增加一倍。 

美国国家航空航天科学局的科学家认为，大气中CO₂浓度的安全上限为350ppm，然而眼下这一数值已超过390ppm。根据美国能源部的预测，在全球范围内必须减少60%的CO₂排放才能真正防止气候变化。 

我国在“十五”乃至更长的一个时期内，电源结构方面将继续维持燃煤机组的基本格局。作为二氧化碳排放第一大国，我国有义务对二氧化碳排放进行严格控制尤其是对燃煤电站二氧化碳排放的控制，这对解决或减缓全球气候变暖将产生积极的影响。 

二氧化碳捕集和分离方法主要有溶剂吸收法、固体吸附法、膜分离法、深冷分馏法等。到目前为止，吸收法仍然是应用最广泛的二氧化碳分离方法。有机胺溶液和无机碱溶液等吸附剂对二氧化碳选择性高，但是能耗大费用高，对设备腐蚀严重。固体吸附法利用固态吸附剂原料混合气体中二氧化碳的可逆吸附作用来分离回收二氧化碳，主要的固体吸附剂有水滑石类、活性炭、沸石分子筛类等。固态吸附法方便、快捷，但存在吸附剂选择性较差及吸附能力对温度变化太敏感的缺点。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有吸附剂的不足，提供一种埃洛石基二氧化碳吸附剂及其制备方法，本发明提供的埃洛石基二氧化碳吸附剂可实现物理吸附和化学吸附共同作用吸附，并以化学吸附为主选择性吸附二氧化碳的目的，对二氧化碳具有较好的吸附性能和吸附选择性。 

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为： 

埃洛石基二氧化碳吸附剂，其特征在于：它包括埃洛石纳米管和负载于埃洛石纳米管内外表面的有机胺类物质，所述埃洛石纳米管和有机胺类物质的质量比为1～10:1。

按上述方案，所述的埃洛石纳米管管长200~800 nm，外径10～80nm，内径5～20nm。 

按上述方案，所述的有机胺类物质为二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯胺中的一种或一种以上的混合。 

埃洛石基二氧化碳吸附剂的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：在搅拌或超声作用下将有机胺类物质的醇溶液加入到埃洛石纳米管的醇分散液中，混合均匀，所述埃洛石纳米管和有机胺类物质的质量比为1～10:1，均匀快速干燥除去醇类物质，得到块状样品，磨细而得。 

按上述方案，所述埃洛石纳米管的醇分散液中埃洛石纳米管的质量和醇的体积的比例为3～10：100～350 g /ml；所述有机胺类物质的醇溶液中有机胺类物质的质量和醇的体积的比例为有机胺：醇=1.8～10.0：20～100 g /ml。 

按上述方案，所述的醇为甲醇或乙醇。 

按上述方案，所述的均匀快速干燥为真空干燥或旋转蒸发干燥，所述的干燥温度为50-70℃。