[发明专利]去除二氧化碳中乙烯的氧化锌纳米柱阵列纯化系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化碳回收技术领域，尤其是涉及一种制备沉积氧化锌纳米柱阵列的基板组成的纯化系统可用于二氧化碳回收工艺中去除乙烯的新方法。

背景技术

二氧化碳是一种宝贵的资源，可以被广泛地应用于多种领域：化学合成工业、机械保护焊接、金属铸造加工、农业施肥、果品蔬菜保鲜、啤酒饮料灌装、石油开采、消防灭火、医药卫生等行业都需要大量二氧化碳。我国二氧化碳的来源非常丰富，但由于回收二氧化碳的措施不利，每年回收再利用的二氧化碳还不足排放量的2％，世界范围内每年排放到大气中的二氧化碳大约有200亿吨左右，既造成了大气的污染，形成可怕的温室效应，又浪费了宝贵的资源。

近年来随着工业的迅速发展，二氧化碳消费量逐年增长而二氧化碳的生产往往受资源限制，因此二氧化碳产品一直处于供不应求的状态。

乙烯氧化制备环氧乙烷的生产过程中副产大量的二氧化碳，充分利用这部分碳资源，对二氧化碳进行精制提纯，既减少了大量污染，又增加企业的经济效益。

但是，乙烯氧化制备环氧乙烷后会在二氧化碳尾气中残留部分乙烯，造成二氧化碳纯化困难。

以前二氧化碳中杂质气体的分离主要采用催化燃烧法，在催化剂的作用下将原料气中的有机物燃烧生成水和二氧化碳。催化燃烧法首先要建一套深冷空分法生产液氧的装置，把纯氧加入到已经有96%纯度的二氧化碳中，与之混合，然后全部气体加热到350℃，进入催化燃烧器中，靠过量氧气作用把少量有机杂质烧掉。生成的全部气体再降温到20℃左右，稳压后进入压缩机中增压，经过分子筛干燥脱水，吸附除杂质，再经过液化后进入精馏塔中脱除加入的过量氧气，塔底可以得到液体二氧化碳产品。

催化燃烧法整整比吸附精馏法多了一套液氧生产装置和燃烧加热降温系统，流程比吸附精馏法复杂一倍，带来空气液化和催化升温降温过程的操作要比吸附精馏麻烦许多倍。另外，吸附精馏法的吸附部分在常温条件下操作，而催化燃烧法的液氧生产系统要把空气液化，要消耗大量能源，吸附精馏法的生产成本较低。

但是以往吸附精馏法的纯化器采用分子筛对杂质气体进行纯化，纯化能力有限。本专利对传统纯化器的结构进行了更改，采用更有效的纯化材料，增强了乙烯的吸附能力，此纯化系统具有较好的乙烯吸附性能，纯化度高，吸附量大，选择性好。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服上述背景技术的缺点，提供一种利用溶液合成的方法在基板上制备氧化锌纳米柱阵列，并把多个基板排列于纯化器内组成纯化系统，然后去除二氧化碳中乙烯的方法。

本发明的技术方案是：一种制制备用于去除二氧化碳中乙烯的氧化锌纳米柱阵列纯化系统的方法，该方法主要分为三个步骤，分别是准备工作、氧化锌纳米柱阵列制备、基板安装，具体工艺步骤如下：

步骤一，准备工作：

首先准备各种原材料，并配制各个配比的溶液。

去离子水；

无水乙醇，纯度大于99.5%；

醋酸锌，Zn(CH₃COO)₂·2H₂O，含量>99.8％的粉末；

氢氧化锂，LiOH·H₂O，含量>99.7％的粉末；

硝酸锌，Zn(NO₃)₂·6H₂O，含量>99.5％的粉末；

氨水，NH₃·H₂O，NH₃含量>25％的溶液；

恒温水浴槽，控温范围室温～300℃，控温精度0.1 / 0.01℃；

旋涂机，转数300 - 10000 转/分；

烧结炉，控温范围室温～1200℃，；

步骤二，氧化锌纳米柱阵列制备：

（1）将Zn(CH₃COO)₂·2H₂O溶液加到适量的无水乙醇中，然后加热回流0.5h，自然冷却；

（2）再加入一定量的LiOH·H₂O，超声反应1 h即可获得稳定的ZnO 溶胶；

（3）溶胶制备完成后，利用提拉法、旋涂法在基板表面制备一层ZnO颗粒膜；

（4）将ZnO颗粒膜在高温下热处理2h，备用；