[发明专利]二氧化碳高效捕集材料

摘要

本发明涉及一种二氧化碳高效捕集材料的配方及相应制备工艺。所述材料特征在于以颗粒状、柱状、球状或蜂窝状高比表面积活性炭为载体；浸渍含一种或几种碱金属/碱土金属盐的活性硅铝胶为活性过渡层，固液分离、干燥焙烧后二次浸渍含氮有机化合物，经二次干燥后制得。该材料采用溶胶凝胶及分步浸渍工艺制备而成，具有快速捕捉、吸附容量大、工作周期长等特点，可满足室内真实环境下长时间（>3000h）有效控制二氧化碳浓度的要求。

主权项

一种二氧化碳高效捕集材料，其特征在于：以高比表面积颗粒状、柱状、球状或蜂窝状活性炭为载体，浸渍含一种或几种碱金属/碱土金属盐的活性硅铝胶为活性过渡层，二次浸渍含氮有机化合物，采用溶胶凝胶及分步浸渍工艺制备而成，具体包含：S1、载体的选择：所述颗粒状、柱状、球状或蜂窝状活性炭载体的碘值为1200～2600 mg/g，比表面积为1500～3000 m2/g，灰分< 2 wt%；S2、活性过度层的制备：所述活性过渡层为活性硅铝胶，其是由碱性硅溶胶与偏铝酸钠、硫酸铝、铝溶胶的一种或几种共混，共混后折合SiO2/Al2O3= 25~300，然后加入一种或几种锂、钠、钾、镁、钙的氢氧化物、草酸盐、硝酸盐、醋酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐及去离子水，60～90 ℃加热搅拌1～3h混合制得；所述碱性硅溶胶固含量为10 wt%~30 wt%，活性硅铝胶固含量为5 wt%~ 40 wt%，所述一种或几种锂、钠、钾、镁、钙的氢氧化物、草酸盐、硝酸盐、醋酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐折合氧化物占活性硅铝胶固含量的5wt% ~30 wt%；S3、一次浸渍处理：将前述活性硅铝胶与其重量0.2~1.0倍的活性炭载体混合，60~80 ℃加热搅拌情况下浸渍4～12 h，经固液分离后，含活性硅铝胶的活性炭于80～120 ℃烘箱中干燥6~12 h，再于马弗炉350～550 ℃氮气氛围下焙烧4～8 h制得一次浸渍半成品，该一次浸渍半成品炭含量为70 wt%～98 wt%；S4、二次浸渍处理：将前述一次浸渍半成品与2~4倍体积含氮有机化合物的非水溶液混合，常温浸泡4～24h后，于80～110℃下真空干燥制得二氧化碳高效捕集材料，所述含氮有机化合物为吡啶、烷基吡啶、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、乙二胺四乙酸二钾盐、聚氨酯单体、聚酰胺单体、精氨酸、赖氨酸及组氨酸的一种或几种，占捕集材料的4.0 ~ 15.0 wt%，所述非水溶液的溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、环己烷中的一种。