[发明专利]复合型二氧化碳吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于气体吸附领域，具体涉及一种复合型二氧化碳吸附剂的制备方法。

背景技术

火电厂燃煤过程中大量排放的二氧化碳等温室气体是导致全球变暖，气候恶化的最 主要原因之一。世界各国正在逐步开展以二氧化碳减排为主要内容的应对气候变化的 国际行动。二氧化碳的分离技术成为制约二氧化碳捕集系统的关键问题。二氧化碳的分 离技术主要包括吸收分离法、吸附分离法、膜分离、低温蒸馏法等。吸收分离法是目前 二氧化碳吸附领域研究比较成熟的分离技术。其中，一乙醇胺吸收法是研究最多的二氧 化碳化学吸附方法。虽然该吸附技术成熟，二氧化碳吸附量大，但巨大的工艺设备，昂 贵的投资，较大的能耗，强烈的腐蚀性性成为制约其进一步发展的关键因素。因此，寻 找一种低能耗、低成本的二氧化碳分离技术具有十分重要的意义，而选择合适的吸附剂 更是其中的关键问题。

目前，用于常温下二氧化碳分离的吸附剂包括活性炭、沸石分子筛等，它们具有吸 附量大的优点，但是随着吸附温度的不断升高，吸附量大大降低。同时，它们对水分子 很敏感，少量的水汽就能使吸附剂失活。再者，火电厂的尾气温度一般在80-150℃之 间，因此该吸附剂不能用于中温气体的分离。而传统的高温吸附剂如氧化钙、氧化钠等， 吸附反应过程中放热巨大，解析难度大，因此也不适合火电厂尾气中二氧化碳的吸附。

水滑石类材料，常用于中温(200～400℃)下二氧化碳的吸附。层状双氢氧化物是 一种类水滑石结构的无机层状材料。其作为一种中温二氧化碳吸附剂，有诸多相关报道。 阴离子表面活性剂插层制备的层状双金属氢氧化物可以提高其层间的间距，从而有利于 二氧化碳的吸附。前期研究发现，采用氨基硅烷对层状双金属氢氧化物进行表面改性可 以增强二氧化碳的吸附能力。一乙醇胺的加入可以有效萃取层状双氢氧化物插层中的阴 离子表面活性剂。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供了一种提高二氧化碳的吸附能力，可直接用 于分离尾气中的二氧化碳，不需要提前将气体降温，从而减少了复杂的中间步骤，降低 了能量损失，减轻了设备腐蚀，提高了工作效率的复合型二氧化碳吸附剂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种复合型二氧化碳吸附剂的 制备方法，制备步骤主要包括：(1)阴离子表面活性剂插层的层状双氢氧化物的制备； (2)一乙醇胺萃取层状双氢氧化物中的阴离子表面活性剂的制备。

其中，阴离子表面活性剂插层的层状双氢氧化物(前驱体层状双氢氧化物)的制备， 具体的制备步骤包括：

(1.1)将镁盐、铝盐配置成混合溶液，标记为溶液A；将阴离子表面活性剂、3- 氨基丙基三乙氧基硅烷加入乙醇溶液中配置成混合溶液，标记为溶液B；

(1.2)将溶液B在50-70℃下搅拌20-40分钟，然后将溶液A缓慢滴加到溶液B 中，同时对溶液B进行超声波处理，超声频率为15-30khz(千赫兹)，超声时间为0.5-2 小时；采用氢氧化钠溶液为沉淀剂，控制溶液pH，溶液温度为50-70℃保持不变，此 时，有白色沉淀生成；

(1.3)滴加完成后，形成的白色沉淀在50-70℃下继续搅拌数个小时；将白色沉淀 用蒸馏水过滤洗涤数次，置于65-75℃的真空干燥箱中烘干即可得到阴离子表面活性剂 插层的层状双氢氧化物。

本发明步骤(1.1)所述的镁盐为硝酸镁、硫酸镁、氯化镁中的一种或多种；铝盐为 硝酸铝、硫酸铝、氯化铝中的一种或多种。

本发明步骤(1.1)所述的阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、 十二烷基苯磺酸中的一种或多种。

本发明步骤(1.2)所述的超声频率为20khz，超声时间为1小时。

本发明步骤(1.1)中所述溶液A中镁盐的浓度为0.1molL^-1～0.16molL^-1，铝盐的 浓度为0.033molL^-1～0.053molL^-1；优选镁盐与铝盐的摩尔浓度比为2～3：1。上述 溶液A采用水作为溶剂。