[发明专利]一种含金属的单原子流体制备方法

说明书

一种含金属的单原子流体制备方法，将聚偏二氟乙烯与N,N‑二甲基甲酰胺溶液经过一定时间搅拌混合后，加入金属固体粉末，经过充分常温搅拌，得到分散有金属原子的悬浊液，将聚苯胺和氮氧自由基哌啶醇/PyBIG加入金属原子的悬浊液中，再经过充分常温搅拌，金属原子充分分散在溶液中，得到含有金属的单原子流体。通过长时间的常温充分搅拌过程，本专利仅用简单的操作就制备出了含有金属的单原子流体。这种制备工艺方法简单，较容易实现大规模工业化生产。本发明制备流程人工耗时短，产率高，能有效提高工作效率。该含有分散金属的单原子流体能够应用在电厂烟道气二氧化碳捕集中，对于二氧化碳的吸收与解吸有很好的效果。

技术领域

本发明涉及工艺设计领域，具体涉及一种含金属的单原子流体制备方法。

背景技术

随着全球气温逐渐变暖，温室气体的治理问题已经成为各界所关注的重点，温室气体导致的气温上升、冰川融化、海平面升高等问题已经威胁到人类的生存，成为全球亟待解决的问题。CO₂约占温室气体的60％，燃煤电厂是CO₂的主要排放源头。燃煤每发1度电要排放出1kg CO₂，CO₂的排放量正随着人类对化石能源的依赖性增长而迅速增长。然而，化石燃料燃烧所产生的CO₂占人类活动造成的CO₂排放总量的四分之三，化石燃料储量丰富，未来几十年内仍然会是我国甚至全球主要能源。为了防止大量的CO₂释放到大气中，减轻化石燃料使用过程中对全球变暖造成的影响，碳捕集和封存技术(CCS)成为可能的解决二氧化碳排放的手段。

目前化学吸收法是二氧化碳捕集中最常用也是最成熟的方法，发展新型的二氧化碳捕集溶剂是科学届的一大热点。

高效的吸收溶剂是化学吸收法捕集二氧化碳技术的关键，目前应用最广泛的属有机醇胺溶液，有机醇胺溶液以其较高的吸收速率和容易获得的特性在目前已有的火电厂二氧化碳捕集工业上备受关注，但是由于有机醇胺溶液吸收二氧化碳后解吸过程会消耗大量的蒸汽，导致再生能耗过高，系统运行成本居高不下，因此对于新型的再生能耗低、稳定性好的二氧化碳捕集溶剂的制备成为二氧化碳捕集绿色溶剂开发的关键。

如上所述，采用醇胺法的吸收剂再生能耗高形成工业大规模应用的一大阻碍，因此寻找低能耗且吸收性能稳定的二氧化碳捕集溶剂成为当下的研究热点。

发明内容

为了克服现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种含金属的单原子流体制备方法，可用于二氧化碳捕集同时解决二氧化碳解吸再生能耗高的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种含金属的单原子流体制备方法，括以下步骤：

(1)将聚偏氟乙烯溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得到单原子流体的溶剂；

(2)向单原子流体的溶剂中加入金属粉末，搅拌均匀，得到含有分散金属的悬浊溶液；

(3)向含有分散金属的悬浊液中加入聚苯胺，并向悬浊液中加入氮氧自由基哌啶醇或PyBIG，搅拌均匀，得到含金属的单原子流体。

本发明进一步的改进在于，步骤(1)中，聚偏氟乙烯的质量和N,N-二甲基甲酰胺溶液的质量之比为1:8-1:12。

本发明进一步的改进在于，步骤(1)中，搅拌的条件为：温度为20-30℃，压力为0.1MPa，搅拌时间为2-4h。

本发明进一步的改进在于，步骤(2)中，金属粉末为铬或铂。

本发明进一步的改进在于，步骤(2)中，金属粉末的质量和单原子流体的溶剂的质量之比1:4500-1:5500。

本发明进一步的改进在于，步骤(2)中，搅拌的条件为：温度为20-30℃，压力为0.1MPa，搅拌时间为10-12h。