[发明专利]氨基修饰介孔复合氧化物CO2吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于介孔氧化铝复合材料的制备和吸附应用领域，具体地说是一种用于CO₂吸附的氨基修饰介孔复合氧化物吸附剂的制备方法。

背景技术

近年来，“温室效应”引起的气候变暖已成为一个全球性环境问题，而化石燃料燃烧产生的CO₂是导致全球变暖的主因。CO₂的捕获和储存被视为温室气体减排的最有效手段之一，目前CO₂的捕获分离方法主要有溶剂吸收法、膜分离法和多孔固体吸附法等。溶剂吸收法可以很好地实现CO₂的分离，但能耗大、费用高、对设备腐蚀严重；膜分离法中的膜材质主要是高分子聚合物，此类材料不仅再生性能较差，而且高温下易于分解，限制了其应用；多孔固体吸附法较容易实现吸附-脱附循环过程，采用的吸附剂包括碳(基)材料、沸石、金属有机框架化合物、金属氧化物和水滑石类化合物等，通过引入碱性组分，尤其是用弱碱性的有机胺对其进行修饰或改性，提高其表面碱性位数量和碱强度是提高弱酸性气体CO₂吸附容量的有效方法。

CN102698704A公开了一种用于CO₂和Cr(VI)吸附的Na-、K-功能化介孔氧化铝基复合吸附剂的一锅液相制备方法：首先将硝酸铝、氯化铝或其混合物溶液与P123、F127和F108等Pluronic三嵌段共聚物溶液充分混合，然后在缓慢搅拌下逐滴加入碳酸钠、碳酸钾或其混合物溶液，经溶剂蒸发诱导自组装、蒸馏水和无水乙醇洗涤、干燥和煅烧制得Na-、K-功能化的介孔氧化铝基复合材料；或者由水热法制备，即用碳酸盐溶液沉淀铝盐的Pluronic三嵌段共聚物溶液后，将沉淀体系进行水热处理，产物依次经蒸馏水和无水乙醇洗涤、干燥和煅烧后，制得Na-、K-功能化的介孔氧化铝基复合材料。其中，F127辅助溶剂蒸发诱导自组装制备的Na-功能化介孔γ-Al₂O₃基复合材料在室温下对CO₂的吸附量为1.4mmol/g，吸附量有待进一步提高。

CN202803106U公开了一种钙基吸附剂及其循环使用捕集CO₂的装置，整个系统封闭循环，钙吸收剂和水实现循环利用，设备结构紧凑，投资运行强度小。但在吸附剂再生阶段需要隔绝空气，并且在1000～1400℃的高温下煅烧碳酸钙，再生条件苛刻且能耗太高。

闻霞等人(闻霞,孙楠楠,李碧,李军平,王峰,赵宁,肖福魁,魏伟,孙予罕,任泽厚,郭金刚,王志杰,李庆,吴志斌.MgO/Al₂O₃吸附剂对CO₂动态吸附性能的研究.燃料化学学报,2010,38,247.)以γ-Al₂O₃为载体，采用等体积浸渍法制备MgO/Al₂O₃吸附剂，数次循环使用后材料的结构性质和吸附性能未见明显变化，其再生性能比较优异。但该方法首先要制备γ-Al₂O₃载体，再通过浸渍和煅烧等工序制备出产物，工艺复杂，多次焙烧还会影响产物的织构性质并增加能耗。

综上，如何找到一种原料相对廉价、吸附量较大、重复使用性能良好且再生条件温和的氨基修饰介孔复合氧化物CO₂吸附材料的制备方法，具有重要的科学价值和良好的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有吸附量较大、重复使用性能良好且再生条件温和的氨基修饰介孔复合氧化物CO₂吸附材料的制备方法，所制备的产物在室温、常压下下对主要温室气体CO₂具有良好的吸附性能，再生后还能循环使用。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的氨基修饰介孔复合氧化物CO₂吸附剂的制备方法，其包括以下步骤：

(1)分别采用混胶法或嫁接法制备介孔复合氧化物载体；

(2)采用浸渍法将有机胺负载在上述介孔复合氧化物载体上，经真空干燥后制得氨基修饰的介孔复合氧化物CO₂吸附剂。