[发明专利]封闭半封闭空间Ce改性二氧化碳吸附材料及其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种封闭半封闭空间Ce改性二氧化碳吸附材料及其制备方法及应用，本发明所制得的二氧化碳吸附材料粒度均一，10～20um；多孔大比表面积：1200～1390m²/g；孔道更加丰富，通过采用Ce进行改性，活性组分分布均匀，增强了表面活化效果，能够活化二氧化碳的碳氧键，使得吸附的二氧化碳与我们改性材料之间的作用力更强，不容易发生脱离；避免出现目前的吸附炭材料的温度升高导致二氧化碳逸出的问题；本发明能够完全满足封闭半封闭空间二氧化碳消除的质量要求，而且生产工艺简单，生产成本低廉，生产设备制作容易，易于实施，具有良好的经济效益和社会价值。本发明方法制造成本低，工艺简单，易于产业化，制备得到的产品具有吸附容量大、稳定性强的特点。

技术领域

本发明属于环境材料制备技术领域，具体涉及一种封闭半封闭空间Ce改性二氧化碳吸附材料及其制备方法及应用。

背景技术

高二氧化碳浓度的危害性除了地窖和矿井为人所知外，其他场所几乎没有引起人们的注意，而救生舱、隧道、地下停车场、宇宙飞船、特殊避难场所等其他封闭、半封闭环境，不仅车辆大量排放高浓度二氧化碳，同时二氧化碳也是人员新陈代谢的产物，成人安静时每小时呼出CO₂约为15升，运动时排出量更大，当二氧化碳浓度积累到一定程度后，便会使人头晕眼花，思维混乱，恶心，呕吐。达到5％浓度时，人的呼吸仅能维持30分钟，当达到10％以上时，甚至会使人失去知觉甚至死亡。由于这些空间容积不大，产生的CO₂若不及时清除，浓度不断增加，对封闭、半封闭环境人员的健康甚至生命造成严重威胁。特别是航天飞行器具有更高的要求，一方面，舱内空间狭小，一旦失去控制，二氧化碳浓度会快速上升；另一方面，对于长期飞行，载人量比较大的任务中，必须对二氧化碳进行快速清除，其效率和可靠性很大程度上影响到整个任务的完成。因此快速、高效清除封闭、半封闭空间二氧化碳含量显得尤为重要。

二氧化碳去除技术主要分为非再生式二氧化碳净化技术和物理化学式再生式二氧化碳去除技术。现在前者比较成熟的技术又分为两种：氢氧化锂吸收技术和超氧化物吸收技术。物理化学再生式技术又包含分子筛和固态胺吸收—解吸技术、电化学CO₂收集浓缩技术、膜技术收集浓缩CO₂技术，CN201910969242.4提供一种高性能含氮多孔炭二氧化碳吸附剂的制备方法，存在吸附容量小的问题，并且还存在温度升高导致已吸附二氧化碳逸出的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种封闭半封闭空间Ce改性二氧化碳吸附材料及其制备方法及应用，本发明方法制造成本低，工艺简单，易于产业化，制备得到的产品具有吸附容量大、稳定性强的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种封闭半封闭空间Ce改性二氧化碳吸附材料制备方法，将铵盐和分散剂分别加入铈盐溶液并分别搅拌均匀后得到铈盐溶液体系，将铈盐溶液体系加入吸附炭材料中，进行多阶段升温煅烧得到Ce改性二氧化碳吸附材料。

进一步的，具体包括以下步骤：

步骤a，制备铈盐溶液，将原料铈经溶解和分散，调整至浓度150～300g/L，室温下搅拌均匀得到铈盐溶液。

进一步的，具体包括以下步骤：

步骤b，配置铈盐溶液体系，向铈盐溶液加入铵盐，第一次搅拌均匀后，添加不同铵盐或氨水并调整溶液的pH值为6～11，再添加分散剂，进行第二次搅拌均匀得到铈盐溶液体系。

进一步的，具体包括以下步骤：步骤d，制备吸附炭材料，将木质秸秆焙烧制备后经0.1～3mol/L盐酸洗涤2h，然后在200～300℃煅烧3h得到最终的吸附炭材料。

进一步的，具体包括以下步骤：步骤e，按质量计，将铈盐溶液体系按照固液比3:1的比例加入吸附炭材料中进行多阶段升温煅烧。