一種利用魚骨制備改性復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種利用魚骨制備改性復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑的制備方法，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，以CO2為主的溫室氣體所引起的全球變暖已受到世界各國的普遍關(guān)注。2004年美國公布的數(shù)據(jù)顯示，從2000年到2004年全球CO2排放水平每年增加3%——這一速度是1990年到1999年CO2排放增加速度(1.1%)的近3倍。這將會(huì)引發(fā)植被的迀徙與物種滅絕，氣候帶移動(dòng)，海平面上升與陸地淹沒，洋流變化與厄爾尼諾頻發(fā)等現(xiàn)象。我國是CO2排放大國，尤其是燃煤電站CO2的排放控制已經(jīng)到了刻不容緩的地步。
[0003]氧化鈣基吸附劑捕集二氧化碳的技術(shù)主要是基于碳酸鈣循環(huán)的思想(CalciumCarbonate Looping)，通過吸附劑與二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)將二氧化碳從煙氣中分離，然后在二氧化碳富集的環(huán)境下將吸收產(chǎn)物高溫煅燒，得到高濃度的二氧化碳?xì)怏w，進(jìn)而再進(jìn)行壓縮、運(yùn)輸以及儲(chǔ)存工作。此項(xiàng)技術(shù)前期研究主要針對(duì)于天然石灰石，因其具有價(jià)格低廉、分布廣泛的特點(diǎn)，而被大量使用;然而，由于天然石灰石本身結(jié)構(gòu)特性的限制，導(dǎo)致其在循環(huán)使用時(shí)，對(duì)于二氧化碳的吸收轉(zhuǎn)化率(吸收轉(zhuǎn)化率=所轉(zhuǎn)化為碳酸鈣的氧化鈣基吸附劑/吸附劑總量)隨著循環(huán)次數(shù)的增加而劇烈下降，從而大大增加了吸收成本。近年來，越來越多的研究者開始關(guān)注氧化鈣基類吸附劑的改性工作，從而提高其對(duì)二氧化碳的吸收率(天然石灰石的轉(zhuǎn)化率約為60%)和可循環(huán)使用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對(duì)目前傳統(tǒng)的鈣基吸附劑在吸附二氧化碳過程中，由于重復(fù)使用吸附率急劇下降，且不可再使用，增加成本的問題，本發(fā)明首先使用液氮對(duì)魚骨內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，隨后進(jìn)行高溫處理，瞬間高溫去除魚骨內(nèi)部雜質(zhì)，再將其進(jìn)行初步酶解，使其內(nèi)部附著多肽及氨基酸物質(zhì)，對(duì)內(nèi)部的鈣進(jìn)行保護(hù)，然后與酸性物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，形成復(fù)合改性復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑初體，最后將其與硅酸鈉等混合，進(jìn)行激光強(qiáng)化，使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)擴(kuò)大，同時(shí)使其內(nèi)部吸附硅鹽及鋁等物質(zhì)，增加其對(duì)二氧化碳的吸附能力，制備出一種可重復(fù)使用，二氧化碳吸收率達(dá)75%以上的改性復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)取600?900g魚骨，去除表面雜質(zhì)，使用液氮對(duì)魚骨進(jìn)行降溫至-10?-5°C，然后保持溫度2?4min后，將魚骨取出放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過篩得30?50目魚骨粉末，隨后將其放入馬弗爐中，設(shè)定溫度500?600°C，保持溫度，初步熱解3?6min，再將其取出，得預(yù)處理魚骨粉末；
(2)將所得的魚骨粉末放入容器中，向其中加入20?30g復(fù)合風(fēng)味蛋白酶及10?15g漆酶，混合均勻，然后向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5?10 %的鹽酸溶液，淹沒混合物2?3cm，隨后將容器移至水浴鍋中進(jìn)行加熱，溫度設(shè)定為35?40°C，以轉(zhuǎn)速130?150r/min，攪拌酶解I?2h；
(3)待上述攪拌結(jié)束后減壓過濾，收集過濾物，將所得的過濾物放入烘箱中烘干，隨后將其放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30?50%的乙醇溶液浸泡過濾物，再分別向其中加入50?60mL乙酸及40?50mL乳酸，攪拌均勾，然后對(duì)容器進(jìn)行加熱至40?50°C，保持溫度陳化12?15h;
(4)待上述陳化結(jié)束后，向其中加入4?6mL丙烯酸甲酯，混合均勻后，對(duì)容器進(jìn)行降溫，以轉(zhuǎn)速100?llOr/min，緩慢攪拌，降溫直至無白色沉淀產(chǎn)生，保持I?3min，隨后過濾，收集過濾物進(jìn)行風(fēng)干，得復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑初體；
(5)將上述所得的復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑、碳酸氫鈉及鋁酸酯，按質(zhì)量比5:2:1，進(jìn)行混合，將所得的混合物放入玻璃容器中，向其中加入無水乙醇浸泡混合物，再向其中加入鋁酸酯質(zhì)量5?10%的硅酸鈉，攪拌均勻，隨后將容器直至激光強(qiáng)化裝置中50?80s，脈沖寬度設(shè)定為20?25ns，重復(fù)頻率為4?8Hz ；
(6)待上述激光強(qiáng)化后，將容器取出，向其中加入100?150mL蒸餾水，加熱至80?90°C，保持溫度2?3h，然后向其中加入氫氧化鈣，調(diào)節(jié)pH為6.5?7.0，隨后對(duì)其進(jìn)行降溫至無沉淀產(chǎn)生，再將容器中的混合物放入離心機(jī)中進(jìn)行離心分離，收集離心物，進(jìn)行烘干，進(jìn)行粉碎，過篩得90?100目顆粒，即可得到改性復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑。
[0006]本發(fā)明的應(yīng)用方法:在一煅燒爐內(nèi)，首先通入N2,使煅燒爐內(nèi)充滿保護(hù)性氣體N2,以免空氣的存在，稱量1g改性復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑置于樣品托盤中，煅燒由200°C開始，溫度上升到800?950°C，當(dāng)托盤中樣品質(zhì)量不再變化，延長煅燒時(shí)間5?lOmin，使其完全活化，待其活化后，分別稱取5g改性復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑放置于托盤中，隨后置于兩個(gè)容器中，一個(gè)使用二氧化碳對(duì)容器進(jìn)行保護(hù)，一個(gè)使用氮?dú)鈱?duì)其進(jìn)行保護(hù)，待托盤中樣品質(zhì)量不再變化時(shí)，分別將其取出，稱取質(zhì)量得，使用二氧化碳保護(hù)的改性復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑的質(zhì)量為8.6?9.lg，使用氮?dú)獗Ｗo(hù)的改性復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑的質(zhì)量保持不變，重復(fù)試驗(yàn)170?190次后稱取質(zhì)量，檢測(cè)使用二氧化碳保護(hù)的改性復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑得其轉(zhuǎn)化率達(dá)30?35%。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明所制本發(fā)明所制得吸附劑，可長久的吸附二氧化碳，與傳統(tǒng)的相比，持久性增加了 20?30% ；
(2)本發(fā)明所制得的吸附劑易于操作，成本低。
【具體實(shí)施方式】
[0008]取600?900g魚骨，去除表面雜質(zhì)，使用液氮對(duì)魚骨進(jìn)行降溫至-10?_5°C，然后保持溫度2?4min后，將魚骨取出放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過篩得30?50目魚骨粉末，隨后將其放入馬弗爐中，設(shè)定溫度500?600°C，保持溫度，初步熱解3?6min，再將其取出，得預(yù)處理魚骨粉末；將所得的魚骨粉末放入容器中，向其中加入20?30g復(fù)合風(fēng)味蛋白酶及10?15g漆酶，混合均勻，然后向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5?10 %的鹽酸溶液，淹沒混合物2?3cm，隨后將容器移至水浴鍋中進(jìn)行加熱，溫度設(shè)定為35?40°C，以轉(zhuǎn)速130?150r/min，攪拌酶解I?2h;
待上述攪拌結(jié)束后減壓過濾，收集過濾物，將所得的過濾物放入烘箱中烘干，隨后將其放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30?50%的乙醇溶液浸泡過濾物，再分別向其中加入50?60mL乙酸及40?50mL乳酸，攪拌均勻，然后對(duì)容器進(jìn)行加熱至40?50°C，保持溫度陳化12?15h;待上述陳化結(jié)束后，向其中加入4?6mL丙烯酸甲酯，混合均勻后，對(duì)容器進(jìn)行降溫，以轉(zhuǎn)速100?110r/min，緩慢攪拌，降溫直至無白色沉淀產(chǎn)生，保持I?3min，隨后過濾，收集過濾物進(jìn)行風(fēng)干，得復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑初體;將上述所得的復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑、碳酸氫鈉及鋁酸酯，按質(zhì)量比5:2:1，進(jìn)行混合，將所得的混合物放入玻璃容器中，向其中加入無水乙醇浸泡混合物，再向其中加入鋁酸酯質(zhì)量5?10%的硅酸鈉，攪拌均勻，隨后將容器直至激光強(qiáng)化裝置中50?80s，脈沖寬度設(shè)定為20?25ns，重復(fù)頻率為4?8Hz;待上述激光強(qiáng)化后，將容器取出，向其中加入100?150mL蒸餾水，加熱至80?90°C，保持溫度2?3h，然后向其中加入氫氧化鈣，調(diào)節(jié)pH為6.5?7.0，隨后對(duì)其進(jìn)行降溫至無沉淀產(chǎn)生，再將容器中的混合物放入離心機(jī)中進(jìn)行離心分離，收集離心物，進(jìn)行烘干，進(jìn)行粉碎，過篩得90?100目顆粒，即可得到改性復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑。
[0009]實(shí)例I
取700g魚骨，去除表面雜質(zhì)，使用液氮對(duì)魚骨進(jìn)行降溫至-8°C，然后保持溫度3min后，將魚骨取出放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過篩得40目魚骨粉末，隨后將其放入馬弗爐中，設(shè)定溫度550°C，保持溫度，初步熱解5min，再將其取出，得預(yù)處理魚骨粉末;將所得的魚骨粉末放入容器中，向其中加入25g復(fù)合風(fēng)味蛋白酶及12g漆酶，混合均勻，然后向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的鹽酸溶液，淹沒混合物2cm，隨后將容器移至水浴鍋中進(jìn)行加熱，溫度設(shè)定為38°C，以轉(zhuǎn)速140r/min，攪拌酶解2h;待上述攪拌結(jié)束后減壓過濾，收集過濾物，將所得的過濾物放入烘箱中烘干，隨后將其放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的乙醇溶液浸泡過濾物，再分別向其中加入55mL乙酸及45mL乳酸，攪拌均勻，然后對(duì)容器進(jìn)行加熱至45°C，保持溫度陳化14h;待上述陳化結(jié)束后，向其中加入5mL丙烯酸甲酯，混合均勻后，對(duì)容器進(jìn)行降溫，以轉(zhuǎn)速105/min，緩慢攪拌，降溫直至無白色沉淀產(chǎn)生，保持2min，隨后過濾，收集過濾物進(jìn)行風(fēng)干，得復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑初體;將上述所得的復(fù)合鈣基二氧化碳吸附劑、碳酸氫鈉及鋁酸酯，按質(zhì)量比5:2:1，進(jìn)行混合，將所得的混合物放入玻璃容器中，向其中加入無水乙醇浸泡混合物，再向其中加入鋁酸酯質(zhì)量8%的硅酸鈉，攪拌均勻，隨后將容器直至激光強(qiáng)化裝置中70s，脈沖寬度設(shè)定為205ns，重復(fù)頻率為6Hz;待上述激光強(qiáng)化后，將容器取出，向其中加入120mL蒸餾水，加熱至85°C，保持溫度2h，然后向其中加入氫氧化鈣，調(diào)節(jié)pH為7.0，隨后對(duì)其進(jìn)行降溫至無沉淀產(chǎn)生，再將容器中的混合物放入離心機(jī)中進(jìn)行離心分離，收集離心物，進(jìn)行烘干