[发明专利]用于CO2

说明书

本发明公开了一种用于CO₂捕获的醇胺改性粉煤灰吸附剂的制备方法，采用工业废渣粉煤灰为吸附剂载体，醇胺类化合物提供吸附CO₂活性位点，以配位作用的方式将醇胺类化合物均匀的负载在粉煤灰表面，得到醇胺改性粉煤灰吸附剂YCTC‑4，用于技术固碳增加碳吸附，本发明与现有技术相比，优点为:(1)原料易得且成本低廉，制备过程简单，对设备要求较低；(2)制备的吸附剂YCTC‑4较其他已公开报道的CO₂吸附材料效果提升显著，可用于酸性气体脱除等领域；(3)制备的吸附剂秉承了以废治废的原则，便于回收再利用，环境友好且容易工业放大。

技术领域

本发明涉及一种用于CO₂捕获的醇胺改性粉煤灰吸附剂的制备方法，属于气体吸附分离领域。

背景技术

随着全球工业的快速发展，大气中CO₂的浓度持续上升，给自然环境以及人类生活带来诸多不利影响。为了避免温室效应的进一步恶化，人类应尽可能提高能源的利用效率，加大低碳能源的使用，最大程度的开发可再生能源。考虑到目前全球的能源组成结构和新能源的成本问题，未来很长一段时间内传统化石燃料仍将是经济发展的主要能量来源。因此，除了尽可能多的植树造林外，新型高效的CO₂捕集和储存技术的开发也可降低大气中CO₂浓度。

对于CO₂的捕集，工业上经常使用醇胺法吸收CO₂，成本低，效率高，但该种方法存在再生能耗高，对设备腐蚀严重以及化学性质不稳定的缺点。吸附法具有处理效率高、能耗低等优点，并且具有很高的实用性价值和市场前景。吸附法分为物理吸附和化学吸附。物理吸附法是由CO₂和吸附剂分子间作用力所引起的，发生在固体表面的一种吸附方法，其吸附作用的大小跟吸附剂的性质、比表面积和CO₂浓度大小以及温度环境相关。由于它是由分子间作用力所引起的，所以结合力较弱，吸附热较小，吸附和解吸速度都较快。化学吸附法是CO₂与固体表面发生电子转移、交换，形成化学键的吸附作用，其吸附作用力与化学键力相当，吸附热近似于反应热，具备一定选择性。然而，吸附剂的成本往往相对较高，因此新型高效价格低廉吸附材料的研发是实现该方法工业化的关键。

粉煤灰作为燃煤电厂以及垃圾焚烧厂产生的主要固体废弃物，年产量6亿吨左右，成本低廉且易得，密度小，机械强度高。如果对粉煤灰合理地利用，用粉煤灰治理燃煤电厂烟道气(V_CO2/V_N2=15/85)中的CO₂气体，能够有效地解决环境和能源问题，达到“以废治废”的目的。但是，粉煤灰吸附CO₂主要以物理吸附为主，且吸附量较低，CO₂/N₂选择性较差，很难用于工业化。通过醇胺溶液对粉煤灰表面和孔道改性，能够使得CO₂分子同时在吸附剂表面进行物理吸附和化学吸附，显著提升粉煤灰的吸附性能，有望成为工业生产中高效低廉的CO₂吸附剂。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种用于CO₂捕获的醇胺改性粉煤灰吸附剂的制备方法，制备的吸附剂在常温常压下体现出较好的吸附性能和良好的重复使用性。

本发明的技术方案为:1.用于捕集二氧化碳的醇胺改性粉煤灰吸附剂的制备方法，其具体步骤如下:

A．粉煤灰的预处理:将粉煤灰分散于酸液中，搅拌、分离、洗涤、真空干燥后，将其高温焙烧，得到预处理好的粉煤灰；

B.醇胺改性粉煤灰吸附剂的制备:将醇胺试剂溶解于溶剂A中，加入预处理好的粉煤灰于醇胺溶液中，超声分散、搅拌混合后，加热搅拌使溶剂A挥发；真空干燥，得到醇胺改性粉煤灰吸附剂。

优选步骤A中粉煤灰源于燃煤电厂和垃圾焚烧厂中的一种。