[发明专利]一种树脂基二氧化碳吸附剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种树脂基二氧化碳吸附剂的制备方法；包括如下步骤：1，将D201大孔苯乙烯系阴离子交换树脂颗粒用去离子水洗涤并过滤一次；2，将洗涤后的树脂浸泡在磷酸盐溶液中，并搅拌进行离子交换，每2～4小时更换一次磷酸盐溶液，更换三次溶液后结束离子交换；3，将离子交换后的树脂用去离子水反复冲洗至洗出液至中性；4，将冲洗后的树脂放入干燥箱内烘干，得到的干燥树脂即为树脂基二氧化碳吸附剂，该吸附剂可以湿法再生；本发明通过离子交换将D201大孔苯乙烯系阴离子交换树脂中的氯离子替换为磷酸根离子，磷酸根作为活性官能团可以在干燥环境中吸附大气中的CO2，在湿润环境中解吸附CO2，实现吸附剂再生，再生成本及其低。同时制备工艺相对简单，原材料成本低。

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳吸附剂的制备方法，具体涉及一种树脂基二氧化碳吸附剂的制备方法。

背景技术

二氧化碳捕集与封存技术是解决全球二氧化碳浓度持续升高的有效方法，其中二氧化碳吸附剂是该技术的重中之重。目前工业中常用的二氧化碳吸附剂为胺类吸附剂，该种吸附剂再生需要较高的温度，所以再生能耗高，不适合大规模用于二氧化碳捕集。

湿法再生二氧化碳吸附剂可以在干燥环境中吸附二氧化碳，并在湿润环境中解吸附二氧化碳实现吸附剂再生，该种吸附剂再生成本及其低，适合用于大规模二氧化碳捕集。

D201大孔苯乙烯系阴离子交换树脂含有大量的季胺基团，带正电的季胺基团可以吸引带负电的基团，如磷酸根离子。三价磷酸根离子经过多级水解可以产生氢氧根离子。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种树脂基二氧化碳吸附剂的制备方法，通过离子交换使D201大孔苯乙烯系阴离子交换树脂可以负载磷酸根，磷酸根在纳米孔洞中的多级水解反应是可逆的，通过控制湿度即可控制可逆反应的进行方向，而磷酸根离子水解反应产生的氢氧根离子可以吸附二氧化碳，因此可以通过控制湿度实现二氧化碳的吸附与解吸附。并且，相比于负载碳酸根的树脂，负载磷酸根的树脂具有更大的吸附量和更快的吸附、解吸附速度。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种树脂基二氧化碳吸附剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一，将D201大孔苯乙烯系阴离子交换树脂颗粒加入到去离子水中搅拌洗涤2～4小时，然后过滤得到洗涤后的树脂颗粒；

步骤二，然后将洗涤后的树脂颗粒浸泡在0.5mol/L的磷酸盐溶液中，并搅拌进行离子交换，每2～4小时更换一次磷酸盐溶液，更换三次溶液后结束离子交换；

步骤三，将离子交换后的树脂用去离子水反复冲洗至洗出液呈中性；

步骤四，将冲洗后的树脂放入干燥箱内，烘干24小时以上，得到的干燥树脂即为树脂基二氧化碳吸附剂，该吸附剂可以湿法再生。

优选的，在步骤一中，D201大孔苯乙烯系阴离子交换树脂颗粒的粒径范围为25um～500um，D201大孔苯乙烯系阴离子交换树脂颗粒与去离子水的体积比为1:2～1:4。

优选的，在步骤二中，所用的磷酸盐可以是磷酸钾、磷酸钠或者二者的任意比例混合物，树脂颗粒与磷酸盐溶液的体积比为1:2～1:4。

优选的，在步骤四中，干燥箱内的温度范围为25～60℃。

和现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)制备方法中原材料D201大孔苯乙烯系阴离子交换树脂和磷酸盐均可大量获得，成本相对低廉。

(2)提高湿度即可实现吸附剂的再生，再生方法清洁、低能耗，适合大规模应用。

(3)相比于负载碳酸根的树脂，吸附量更大，吸附、解吸附速度更快。