[发明专利]浒苔基制备CO2炭基吸附剂的方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种CO₂炭基吸附剂的方法，具体为浒苔基制备CO₂炭基吸附剂的方法。

技术背景

CO₂的捕捉和封存技术可以有效解决CO₂的排放问题。其中最受人关注的是：固相吸附耦合变温变压以及真空技术。目前被用于CO₂吸附的固体吸附剂主要有PEI负载型吸附剂如PEI／MCM-41，PEI／SBA-15，PEI／SiO₂等，金属有机框架材料、分子筛、活性炭和高温碱金属或碱土金属复合氧化物。

作为CO₂吸附剂能实现工业化应用必须满足以下几点：(1)高的CO₂吸附容量；(2)具有较好的循环再生使用性能；(3)CO₂吸附剂所对应的工艺条件容易在目前的工业CO₂排放装置上改装。(4)较低的经济成本。在上述所述的CO₂吸附剂中，PEI负载型吸附剂虽然具有较高的CO₂吸附量，但是PEI担载型吸附剂制备工艺复杂，需要多步工艺过程，既耗时，成本又高。虽然低成本载体已经被逐渐开发，但是PEI负载型吸附剂再生循环性能差，多次循环利用后，会在吸附剂表面形成不容易脱附的尿素化合物，导致吸附性能降低。金属有机框架材料材料，同样具有较高的CO₂吸附量，但是其操作环境、自身结构的稳定性以及成本限制了其工业应用。高温碱土金属吸附剂需要在高温下才能发生CO₂吸附，同时也需要在高温条件下发生化学脱附，需要的能耗高。

从2008年开始，青岛沿海地区浒苔爆发，严重影响了海上交通，给沿海旅游业带来重大经济损失。同时由于浒苔爆发，覆盖沿海海域，影响海底藻类的正常生长，浒苔繁殖周期短，大量浒苔的腐烂，在造成沿海环境恶化的同时，又向大气中释放了大量的CO₂。由于浒苔中含有丰富的纤维素，半纤维素和木质素，因此把浒苔中的炭源固定下来，制备炭材料，既解决了环境污染问题，又解决了浒苔自身的CO₂释放问题，同时还有作为吸附剂降低大量中的CO₂含量。

发明内容

本发明目的是解决浒苔的污染问题以及CO₂排放问题，提供了一种以浒苔为原料，制备水热炭和CO₂炭基吸附剂的方法。本发明具体的技术方案如下：

浒苔基制备CO₂炭基吸附剂的方法，包括以下步骤：

(1)浒苔基水热炭的制备

将浒苔干基、有机酸和水按质量比5∶0～1.25∶75的比例混合均匀制备成悬浮液，悬浮液在160～200℃水热处理12～24h；有机酸优选为柠檬酸。

再经过水洗涤、乙醇洗涤，在100℃干燥12h，制得浒苔基水热炭；

(2)CO₂炭基吸附剂的制备

浒苔基水热炭、碱和水按质量比1∶1～3∶20的比例混合，搅拌均匀，然后静置于60℃水浴锅内1.5h；然后在100℃烘箱内烘干，最终得到水热炭／碱混合物；

将水热炭／碱混合物置于管式炉在600～900℃内进行活化炭化，得到的炭化样品经过HF酸洗，干燥，即得到CO₂炭基吸附剂。

本发明中活化炭化时间为4h，升温速率为2℃／min。

本发明提供的浒苔基制备CO₂炭基吸附剂的方法，浒苔原料可以为湿基原料或干基材料，对原料要求不严格。加入柠檬酸，可以显著提高水解、聚合以及浓缩化的能力，提高热值。本发明合成的浒苔基炭材料比表面积为418m²／g，孔容为0.37cm³／g，含氮量为2.58％(质量比)。