[发明专利]可捕集二氧化碳的聚蒽醌/多壁碳纳米管复合材料的制备方法及产品

说明书

本发明具体是涉及一种可捕集二氧化碳的聚蒽醌/多壁碳纳米管复合材料的制备方法及产品，将多壁碳纳米管和蒽醌混合并加入到有机溶液中经超声处理充分溶解并混合均匀，得到混合液。对混合液进行磁力搅拌得到待离心混合液。将待离心混合液进行离心和过滤处理，获得固体部分。将固体部分置于对应温度的真空环境内干燥，得到聚蒽醌/多壁碳纳米管复合材料。将制得的聚蒽醌/多壁碳纳米管复合材料负载于碳布电极表面，配合20M的双三氟甲磺酰亚胺锂水溶液电解质、铂电极辅助电极和银/氯化银参比电极进行变电吸附捕集二氧化碳。该复合材料制作方法简单，原材料成本低，制备条件易控制，适合批量生产，因此在碳排放控制领域有着良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及电化学材料的技术领域，特别是涉及一种可捕集二氧化碳的聚蒽醌/多壁碳纳米管复合材料的制备方法及产品。

背景技术

化石燃料的消耗量随着全世界工业化的高速发展逐步不断增长，人类社会已经形成了对化石燃料资源的巨大依赖。当人们使用煤，石油和天然气等以碳元素为主要成分的化石燃料时，会向大气中排放二氧化碳气体。不加限制地排放二氧化碳会使得地球表面温度越来越高。根据国际能源署(IEA)近期的研究报告，尽管全球经济受到疫情严重影响，2021年全球能源燃烧和工业过程的二氧化碳排放量出现反弹，对比2020年增长6％，二氧化碳排放量被推高至363亿吨，达到有史以来的最高水平。

碳中和指单个组织在规定时间内的人为二氧化碳排放通过二氧化碳消除技术实现移除，达到抵消平衡。相关的碳捕集技术的应用是目前实施碳减排、进行脱碳的有效手段，可以减轻达峰期压力并兼顾经济发展，是深度脱碳期实现碳中和目标的最终保障。

一般的燃烧后二氧化碳捕集技术包括有：吸收法(物理吸收、化学吸收)、吸附法(变电吸附、变压吸附、变温吸附)、膜分离法、低温蒸馏法、化学循环燃烧法以及水合物。其中吸附法中的变电吸附具有消耗能量低，气体选择性高，易获得浓缩二氧化碳的优势。然而，用于变电吸附的材料往往制备过程复杂，条件要求高。例如Liu等人在其变电吸附捕集二氧化碳研究之中通过对二氯蒽醌进行金属有机脱卤缩聚，将制得的聚蒽醌于N-甲基吡咯烷酮中超声，之后再加入多壁碳纳米管于超声处理过的聚蒽醌的N-甲基吡咯烷酮溶液中再度超声处理制成了聚蒽醌/多壁碳纳米管混合物。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够简单高效制备变电吸附材料的可捕集二氧化碳的聚蒽醌/多壁碳纳米管复合材料的制备方法及产品。

一种可捕集二氧化碳的聚蒽醌/多壁碳纳米管复合材料的制备方法，所述方法包括：

将多壁碳纳米管和蒽醌混合并加入到有机溶液中经超声处理充分溶解并混合均匀，得到混合液；

对所述混合液进行磁力搅拌得到待离心混合液；

将所述待离心混合液进行离心和过滤处理，获得固体部分；

将所述固体部分置于对应温度的真空环境内干燥，得到聚蒽醌/多壁碳纳米管复合材料。

进一步的，所述蒽醌采用1,4-蒽醌。

进一步的，所述多壁碳纳米管和蒽醌的质量比设置为1：1。

进一步的，所述有机溶液采用乙醇溶液。

进一步的，所述乙醇溶液中乙醇与水的体积比为1：1。

进一步的，所述对所述混合液进行磁力搅拌得到待离心混合液，包括：

在室温环境下以630rpm转速对经所述混合液进行磁力搅拌24小时。

进一步的，所述将所述固体部分置于对应温度的真空环境内干燥，包括：

将所述固体部分置于80℃温度下的真空环境内干燥处理10小时。