[发明专利]陶瓷材料、二氧化碳的吸附方法及二氧化碳的转化方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种二氧化碳的处理材料及方法，特别是涉及一种使用陶瓷材料吸附和/或转化二氧化碳的方法。

【背景技术】

近年来，全球暖化已成为世界所关注的议题，其所造成的气候异常、物种灭绝等现象，亦与人类的生活品质密切相关。其中，大气中含有过多的温室气体已被证实为造成暖化问题的主要因素之一。尤其自工业革命以来，因应经济发展的需求，人类大量使用石化燃料，使得大气中二氧化碳的含量大幅提高，进入大气中的二氧化碳几乎无法回收，并使得全球暖化问题日趋严重。

因此，如何减少大气中二氧化碳的含量以改善全球暖化问题，已成为重要的研究方向。在许多科学研究中，亦已提出各种方法来固定二氧化碳的技术。举例而言，可利用化学吸收剂、物理吸收剂或低温冷凝技术等等，而由废气或大气中捕捉二氧化碳，进而将二氧化碳封存于海洋、矿石或地层中。藉此，可避免人为所产生的二氧化碳排放至大气中，因而减缓温室效应的恶化。然而，将二氧化碳封存于海洋、矿石或地层中亦可能造成其他生态问题，并非完善的解决之道，且成本及技术要求均高。此外，由于二氧化碳的工业用途目前较为有限，若欲进一步利用所封存的二氧化碳，尚待更多新制程的开发。因此，一般期待发展可有效固定及转化利用二氧化碳的技术，以改善温室效应造成的暖化问题，同时亦可增加经济效益。

【发明内容】

在陶瓷材料的领域里，只要将温度提高到固溶温度，就可将两种以上不同相的金属氧化物融合成新的陶瓷材料。本发明提供一种陶瓷材料，其可以由化学式M_1xM_2yO_z表示，其中M₁选自Nd、Sm、Gd、Yb、Sc、Y、La、Ac、Al、Ga、In、Tl、V、Nb、Ta、Fe、Co、Ni、Cu、Ca、Sr、Na、Li及K，M₂选自Ce、Zn、Ti、Zr及Si，O表示氧原子，x<0.5，y>0.5，且x+y=1，z<2，且该陶瓷材料于50℃下对CO₂的吸附量为不低于20μmol/g。

依照本发明的一实施例，上述陶瓷材料可以为固溶物，其于50℃下对CO₂的吸附量为20~99.1μmol/g，同时，其比表面积可以为5~118m²/g。

本发明提供一种二氧化碳的吸附方法，其包括提供一陶瓷材料并对该陶瓷材料进行温控制程，上述陶瓷材料可以由化学式M_1xM_2yO_z表示，其中M₁选自Nd、Sm、Gd、Yb、Sc、Y、La、Ac、Al、Ga、In、Tl、V、Nb、Ta、Fe、Co、Ni、Cu、Ca、Sr、Na、Li及K，M₂选自Ce、Zn、Ti、Zr及Si，O表示氧原子，x<0.5，y>0.5，且x+y=1，z<2，且于温控制程中以陶瓷材料的氧空位来吸附二氧化碳。

依照本发明的一实施例，在上述二氧化碳的吸附方法中，陶瓷材料利用空间限制法来形成，以增加陶瓷材料中的氧空位。

依照本发明的一实施例，在上述二氧化碳的吸附方法中，陶瓷材料的比表面积可以为5~118m²/g。

依照本发明的一实施例，在上述二氧化碳的吸附方法中，陶瓷材料进一步利用热还原法来处理，以增加陶瓷材料中的氧空位。

依照本发明的一实施例，在上述二氧化碳的吸附方法中，于温控制程中将温度控制在300℃~1000℃的范围。同时，在将温度控制在300℃~1000℃的范围之前，亦可先将温度控制在0℃~300℃。

依照本发明的一实施例，在上述二氧化碳的吸附方法中，进一步包含将陶瓷材料所吸附的二氧化碳转化为一氧化碳的步骤。

基于上述，通过本发明所提供的二氧化碳的吸附方法，可有效地吸附二氧化碳，进而减少空气中的二氧化碳，亦可利用陶瓷材料中的氧空位来将二氧化碳转化为一氧化碳。通过本发明所提供的二氧化碳的转化方法，可进一步将转化所得的一氧化碳应用于各种化学产品的制造。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

【附图说明】

图1为本发明所提出的二氧化碳的吸附方法的流程示意图。

图2A及图2B为依照本发明的一实施例所绘示的二氧化碳的吸附及转化机制的示意图。