專利名稱：一種高效二氧化碳高溫吸收材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效二氧化碳高溫吸收材料及其制備方法，涉及綠色環(huán)保領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，大氣中二氧化碳的含量漸漸增加，對(duì)自然環(huán)境和地球生態(tài)的影響日趨嚴(yán)重，因而減少二氧化碳的排放和選擇性削減大氣中二氧化碳的含量已成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展，新能源和高科技環(huán)保技術(shù)開發(fā)的一大現(xiàn)實(shí)和戰(zhàn)略課題之一。目前大氣中0)2氣體主要來源于燃煤電廠的煙道氣，且排出的氣體大都處于高溫狀態(tài)，因此合成在高溫下能高效、迅速吸收(X)2的材料，從而減少CO2氣體的排放，已經(jīng)成為緩解室溫效應(yīng)的重要途徑之
O硅酸鋰是近年來研究較熱的一類高溫(X)2吸收材料，可在500_750°C之間直接吸收 CO2,其理論最大吸收量高達(dá)73. 。日本東芝公司的Nakagawa等(Nakagawa K，Ohashi T，J. Electrochem. Soc.，1998，145 =1344-1346)從1997年便開始進(jìn)行在高溫下能夠直接吸收(X)2的硅酸鋰等材料的研究，北京理工大學(xué)的王銀杰等(王銀杰，其魯?shù)?，無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)， 2006，22 =268-272)也對(duì)硅酸鋰在高溫下(500-750°C )下直接吸收CO2作過詳細(xì)研究，并申請(qǐng)了中國(guó)專利(公開號(hào)CN 101214967A)。從實(shí)際應(yīng)用的角度看，這類硅酸鋰材料的CO2吸收容量和循環(huán)吸收性能還有待進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高效二氧化碳高溫吸收材料及其制備方法。該吸收材料在400-700°C條件下具有高的(X)2吸收能力，且循環(huán)吸附性能優(yōu)異。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供制備上述二氧化碳高溫吸收材料的方法。本發(fā)明提供的二氧化碳高溫吸收材料，采用以下方法合成(1)參照文獻(xiàn)的方法合成一系列不同結(jié)構(gòu)的納米多孔S^2 二維六方P6m的 SBA-15 (Zhao D, Feng J, et al.，Science, 1998,279 :548-552)、三維立方結(jié)構(gòu) Ia3d 的 KIT-6 (Kleitz F, Choi S H, et al.，Chem. Commun.，2003，2136-2137)和三維蠕蟲狀結(jié)構(gòu)的 MSU-X(Takahashi R, Sato S, et al.，J.Phys. Chem. B，2000，104 12184—12191.)。Si02/C 復(fù)合材料通過在納米多孔SiO2孔道中填充碳得到(Ryoo R，Joo S，et al.，J. Phys. Chem. B, 1999，103 :7743-7746)。(2)將質(zhì)量比為25-45%的上述納米多孔SiO2或5^2/(復(fù)合材料與質(zhì)量比為 55-75%的Li2CO3在有機(jī)溶劑中混合均勻，研磨，并在40-100 V干燥1_6小時(shí)。其中所用的有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、丙酮等的一種或幾種混合。(3)將步驟O)中干燥后的粉末在氮?dú)鈿夥障?00-900°C熱處理3_8小時(shí)即可得到該材料。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1稱取10. 0克二維六方p6m的SBA-15和24. 67克Li2CO3 —起放入研缽中，并向研缽中加入一定量的乙醇溶液，充分研磨制成膠狀物，于80°C干燥2-6小時(shí)去除溶劑，裝入坩堝置于管式爐中氮?dú)鈿夥障?00°C煅燒5小時(shí)，冷卻后經(jīng)研磨、篩分得到均一粒徑的多孔硅酸鋰材料。將合成的多孔硅酸鋰材料于600°C，CO2氣氛下恒溫保持一段時(shí)間，達(dá)到吸收平衡后吸收容量為46. 8wt%。實(shí)施例2稱取10. 0克三維立方結(jié)構(gòu)Ia3d的KIT-6和24. 67克Li2CO3 —起放入研缽中，并向研缽中加入一定量的丙酮溶液，充分研磨制成膠狀物，于80°C干燥2-6小時(shí)去除溶劑，裝入坩堝置于管式爐中氮?dú)鈿夥障?50°C煅燒4小時(shí)，冷卻后經(jīng)研磨、篩分得到均一粒徑的多孔硅酸鋰材料。將合成的多孔硅酸鋰材料于550°C，CO2氣氛下恒溫保持一段時(shí)間，達(dá)到吸收平衡后吸收容量為42. 7wt%。實(shí)施例3稱取10. 0克三維蠕蟲狀結(jié)構(gòu)的MSU-X和24. 67克Li2CO3 —起放入研缽中，并向研缽中加入一定量的乙醇溶液，充分研磨制成膠狀物，于80°C干燥2-6小時(shí)去除溶劑，裝入坩堝置于管式爐中氮?dú)鈿夥障?00°C煅燒3小時(shí)，冷卻后經(jīng)研磨、篩分得到均一粒徑的多孔硅酸鋰材料。將合成的多孔硅酸鋰材料于500°C，CO2氣氛下恒溫保持一段時(shí)間，達(dá)到吸收平衡后吸收容量為44. 2wt%。實(shí)施例4稱取10. 0克二維六方p6m的SBA-15浸漬到含有12. 5克蔗糖，1. 4克硫酸和50克水的溶液中，充分?jǐn)嚢韬笥?00°c干燥6小時(shí)，然后在160°C熱處理6小時(shí)，冷卻后再重復(fù)浸漬一次但蔗糖和硫酸的量為原來的60%。最后將復(fù)合物在氮?dú)鈿夥障?00°C碳化4小時(shí)得到SBA-15/C復(fù)合材料。將上述制得的SBA-15/C復(fù)合材料和24. 67克Li2CO3 —起放入研缽中，并向研缽中加入一定量的乙醇溶液，充分研磨制成膠狀物，于80°C干燥2-6小時(shí)去除溶劑，裝入坩堝置于管式爐中氮?dú)鈿夥障?50°C煅燒4小時(shí)，冷卻后經(jīng)研磨、篩分得到均一粒徑的硅酸鋰/碳復(fù)合材料。將合成的硅酸鋰/碳復(fù)合材料于^0°C，CO2氣氛下恒溫保持一段時(shí)間，達(dá)到吸收平衡后吸收容量為51. Swt%。實(shí)施例5稱取10. 0克三維蠕蟲狀結(jié)構(gòu)的MSU-X浸漬到含有12. 5克蔗糖，1. 4克硫酸和50 克水的溶液中，充分?jǐn)嚢韬笥?00°c干燥6小時(shí)，然后在160°C熱處理6小時(shí)，冷卻后再重復(fù)浸漬一次但蔗糖和硫酸的量為原來的60%。最后將復(fù)合物在氮?dú)鈿夥障?00°C碳化4小時(shí)得到MSU-X/C復(fù)合材料。將上述制得的MSU-X/C復(fù)合材料和24. 67克Li2CO3 —起放入研缽中，并向研缽中加入一定量的乙醇溶液，充分研磨制成膠狀物，于80°C干燥2-6小時(shí)去除溶劑，裝入坩堝置于管式爐中氮?dú)鈿夥障?50°C煅燒4小時(shí)，冷卻后經(jīng)研磨、篩分得到均一粒徑的硅酸鋰/碳復(fù)合材料。將合成的硅酸鋰/碳復(fù)合材料于600°C，CO2氣氛下恒溫保持一段時(shí)間，達(dá)到吸收平衡后吸收容量為48. 3wt%。
權(quán)利要求
1.一種高效二氧化碳高溫吸收材料及其制備方法，其特征在于以納米多孔SiO2或 Si02/C復(fù)合材料和Li2CO3為原料，經(jīng)濕法混合，高溫煅燒得到。
2.權(quán)利要求1所述的二氧化碳高溫吸收材料，其特征在于包括如下步驟(1)納米多孔SiA和siA/c復(fù)合材料的制備。(2)將質(zhì)量比為25-45%的上述納米多孔SiO2或5^2/(復(fù)合材料與質(zhì)量比為55-75% 的Li2CO3在有機(jī)溶劑中混合均勻，并在40-100°C干燥1-6小時(shí)。其中所用的有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、丙酮等的一種或幾種混合。(3)將步驟O)中干燥后的混合粉末在氮?dú)鈿夥障?00-900°C熱處理3-8小時(shí)即可得到該材料。
3.權(quán)利要求1中的S^2是一種具有納米孔結(jié)構(gòu)的二氧化硅材料，其孔徑在2-15nm之間，Si02/c復(fù)合材料通過在納米多孔SiA孔道中填充碳后得到。
4.權(quán)利要求1所述的吸收材料，其特征在于該吸收材料被用于高溫二氧化碳吸收應(yīng)
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效CO2高溫吸收材料及其制備方法。本發(fā)明方法是以納米多孔SiO2或SiO2/C復(fù)合材料和Li2CO3為原料，經(jīng)濕法混合，高溫煅燒即可得到該材料。用本發(fā)明方法制備的吸收材料，在400-700℃條件下具有高的CO2吸收能力，且循環(huán)吸附性能優(yōu)異。
文檔編號(hào)B01J20/30GK102258977SQ20101018517
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者康詩(shī)飛, 朱培怡, 李溪, 王燕剛 申請(qǐng)人:李溪