[发明专利]纳米二氧化碳捕捉剂的制备方法及应用

权利要求书

1.一种纳米二氧化碳捕捉剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤（1），有机改性矿物土溶液的制备：将矿物土和阳离子表面活性剂分别溶于去离子水中，加入反应釜中加热搅拌，调节pH，获得有机改性矿物土溶液，所述矿物土和阳离子表面活性剂质量比为3：1-1:1；

步骤（2），改性壳聚糖溶液的制备：将壳聚糖溶解于醋酸中，加入反应

釜中搅拌溶解后，滴加阳离子表面活性剂至完全溶解，调节pH，得到改性壳聚糖溶液，所述壳聚糖与所述阳离子表面活性剂的质量比为9：1-11：1；

步骤（3），将所述改性壳聚糖溶液在搅拌条件下滴加至所述有机改性矿物土溶液中搅拌均质及超声分散，调节pH值，获得有机改性矿物土负载改性壳聚糖溶液，抽滤、烘干研磨至纳米级，所述改性壳聚糖溶液与所述有机改性矿物土溶液质量比为0.05-0.1；

步骤（4），将氧化石墨烯加入去离子水中搅拌分散，获得氧化石墨烯分散液；

将步骤（3）获得的有机改性矿物土负载改性壳聚糖溶液抽滤至纳米级，将获得的有机改性矿物土负载改性壳聚糖纳米级粉末加入至所述氧化石墨烯分散液中，于反应器中反应，抽滤、烘干，研磨至纳米级粉末，获得有机改性矿物土负载改性壳聚糖及氧化石墨烯粉末；所述有机改性矿物土负载改性壳聚糖纳米级粉末与所述氧化石墨烯的质量比例为8：1-15：1；

步骤（5），将水滑石分散于去离子水中充分溶解，缓慢加入步骤（4）制备的纳米级粉末，调节pH至混合溶液出现沉淀，磁力搅拌均质分散获得纳米二氧化碳捕捉剂，所述纳米级粉末与所述水滑石的质量比例为2：1-4：1。

2.根据权利要求1所述一种纳米二氧化碳捕捉剂的制备方法， 其特征在于，所述阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十四烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵（OTAC）的一种或两种以上。

3.根据权利要求1所述一种纳米二氧化碳捕捉剂的制备方法， 其特征在于，步骤（1）至（3）中调节pH的pH调节剂为有机胺或有机醇胺；步骤（5）所述pH调节采用K₂CO₃或KOH。

4.根据权利要求3所述一种纳米二氧化碳捕捉剂的制备方法， 其特征在于，所述有机胺或有机醇胺为二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)、四乙烯五胺(TEPA)、五乙烯六胺（PEHA）、N－甲基－1，3－二氨基丙烷(MAPA)、N，N－二甲基甲酰胺( DMF)、2－吡啶甲基胺，3－吡啶甲基 胺，4－吡啶甲基胺、 N'－(吡啶－4－基甲基)乙烷－1，2－二胺、AMP-95、乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)，叔胺N－甲基乙二醇胺(MDEA)、N，N－二乙基乙醇胺(DEEA)、N－乙基乙醇胺等一种或两种以上。

5.根据权利要求1所述一种纳米二氧化碳捕捉剂的制备方法， 其特征在于，步骤（5）所述水滑石共沉淀法制取，按质量比例Na₂CO₃、K₂CO₃、Mg(NO₃)₂·6H₂O及Al(NO₃)₃·9H₂O为3.5：0.5：1.2：1.0混合分散均匀，按混合物比例100g/L溶解于去离子水中，搅拌充分溶解。

6.根据权利要求1所述一种纳米二氧化碳捕捉剂的制备方法， 其特征在于，所述矿物土为稀土、硅藻土、凹凸棒土、膨润土、高岭土或蒙脱石土一种或两种以上，细度达到纳米级；所述矿物土和阳离子表面活性剂分别溶于去离子水中的浓度为10-15g/L；反应釜中搅拌转速为400-600r/min,温度60-80℃加热搅拌1-3h。