[发明专利]一种天然气吸附材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种天然气吸附材料及其制备方法。本发明天然气吸附材料的结构式如下所示：本发明天然气吸附材料作为多孔材料，通过改变环的大小和桥连接的方法，可以调节孔径的大小，从而实现对不同气体分子的吸附；本发明所述天然气吸附材料，使用时间长，反复使用数次未见吸附能力的降低，无需活化。本发明所述天然气吸附材料有效避免了现有天然气吸附材料的热效应问题。

技术领域

本发明涉及吸附材料技术领域，尤其涉及一种天然气吸附材料及其制备方法。

背景技术

ANG(吸附天然气)是在储罐中装入高比表面的天然气专用吸附剂，利用其巨大的比表面积和丰富的微孔结构，在常温、中压力(3～5MPa)下使ANG达到与压缩天然气(CNG)相接近的存储容量的储运技术。当外界压力高于储罐压力时，气体发生吸附，天然气吸附在含有大量微孔的吸附剂表面；当储罐压力高于外界压力时，气体发生解吸，天然气从吸附剂表面逸出从而供给外界。ANG吸附储运技术经过近20年的发展，已经能在室温和压力为3.5～4.8MPa的压力范围内，使天然气的吸附储存体积比达到200。与CNG相比，ANG具有投资和操作费用降低48％，储罐形状和材质选择余地大，低压，质轻，使用方便等优点。目前吸附天然气技术日趋成熟，已经具备了工业化应用的基础条件。

根据ANG吸附储运技术的特点，天然沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶、炭黑、活性炭等成为了比较合适的备选吸附剂，并成为许多ANG吸附剂的重点分析研究对象。然而，采用以上无机物作为天然气吸附剂时，存在以下问题：(1)由于活性炭所具有的特性，在储罐内可能会导致堵塞或堆积，影响天然气的吸附，为缓解此类问题，可以考虑使用支架固定的滤网和设定活性炭的形态；(2)吸附热效应方面，气体吸附为放热反应，在快速的升温过程中，必然导致后续的吸附效果降低，为缓解此类问题，可以从多方面考虑，如使用高导热性能的材料，储罐内安装高效率的热交换设备等。(3)吸附剂再生方面，活性炭在经过多次吸附和解附过程之后，吸附能力会逐渐降低，为缓解此类问题，目前常见的方法是利用高温氮气吹扫的方式来使活性炭吸附剂获得再生，另外，为保证活性炭的吸活性，可在进气口附近添加预处理吸附层，通过更换预处理吸附层来避免活性炭失活。这无疑增加了ANG使用的成本。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种天然气吸附材料及其制备方法，旨在解决现有天然气吸附材料在使用一段时间后，吸附能力会降低的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种天然气吸附材料，其中，具有如下所示的结构式：

或者，

本发明提供一种天然气吸附材料，其中，具有如下所示的结构式：

本发明提供一种天然气吸附材料，其中，具有如下所示的结构式：

一种本发明所述的天然气吸附材料的制备方法，其中，包括步骤：

将葫芦[6]脲在过硫酸钾的作用下进行氧化反应，得到十二羟基葫芦[6]脲；

将所述十二羟基葫芦[6]脲与烯丙基溴进行取代反应，得到烯丙基取代的十二羟基葫芦[6]脲；

将所述烯丙基取代的十二羟基葫芦[6]脲与乙二硫醇进行交联反应，得到所述天然气吸附材料；

其中，上述反应式依次如下所示：

一种本发明所述的天然气吸附材料的制备方法，其中，包括步骤：