一种嫁接改性的硅基固态胺二氧化碳吸附材料的制备方法，将胺基含量高的硅烷偶联剂二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷利用后期嫁接改性的方式分别嫁接到四种类型的二氧化硅基体上以合成固体吸附材料，并将其用于二氧化碳的吸附，利用硅烷偶联剂中的甲氧基与二氧化硅基体上的羟基之间的化学反应，在两者之间形成牢固的硅氧硅键，从而将硅烷偶联剂牢固地嫁接到二氧化硅的表面，从而合成稳定的二氧化碳吸附材料，利用该方式制备的吸附材料具有良好的热稳定性，以及较高的传质效率，能够比较高效地对二氧化碳进行捕集。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，将胺基含量高的硅烷偶联剂二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷利用后期嫁接改性的方式分别嫁接到四种类型的二氧化硅基体上以合成固体吸附材料，并将其用于二氧化碳的吸附，利用硅烷偶联剂中的甲氧基与二氧化硅基体上的羟基之间的化学反应，在两者之间形成牢固的硅氧硅键，从而将硅烷偶联剂牢固地嫁接到二氧化硅的表面，从而合成稳定的二氧化碳吸附材料，利用该方式制备的吸附材料具有良好的热稳定性，以及较高的传质效率，能够比较高效地对二氧化碳进行捕集。【专利说明】
本专利技术涉及二氧化硅的表面化学改性
，具体涉及。
技术介绍
大量的科学研究表明大气中二氧化碳浓度的增加是导致全球气候变暖的最主要的原因，到2012年大气中二氧化碳的浓度已经达到了 393ppm，比工业化前(1750之前)的水平增加了 41%。为了有把握实现把全球的平衡温度上升控制在2-2.4°C内，人类必须加快二氧化碳减排的步伐。但是随着经济的发展，人类对能源的需求将会进一步的增加，而且化石能源在未来的几十年仍将是人类的最主要的能源，这就意味着二氧化碳的排放将会继续的增加。在2010年，与人类能源消耗直接相关的二氧化碳的排放量为312亿吨，预计到2020年将达到364亿吨，到2040年讲达到455亿吨。所以人类面领着巨大的二氧化碳减排压力。对于中国，做为世界上最大的发展中国家以及全球第一大二氧化碳排放国，应该说在未来将面领着来自国家的巨大的压力，所以二氧化碳的减排对于我国来说具有着重要的意义。大气中的二氧化碳的浓度的增加的主要原因是由于化石燃料(煤炭、石油、天然气等)的燃烧所产生的烟气的排放造成的，特别是钢铁厂、火力发电厂、水泥厂等固定电源排放大量的二氧化碳排。因此，为了减少二氧化碳的排放，开发二氧化碳捕集材料，从烟气中直接捕集二氧化碳是目前最直接有效的二氧化碳减排手段。目前在工业中应用较为广泛的二氧化碳捕集技术是利用有机胺的水溶液捕集二氧化碳，但是该技术存在一系列的缺点。有机胺的水溶液在使用过程中存在有机胺的氧化分解、吸附设备的腐蚀问题，特别是在二氧化碳的解吸过程中，需要将大量的水进行加热，这使得利用有机胺的水溶液吸附二氧化碳这项技术的能耗非常的高，这在一定程度上影响这项技术的使用。因此开发一种高效、低能耗、低成本且容易使用的固体吸附材料以替代液胺技术是非常重要的。在各种固体吸附技术中，有机胺与二氧化硅的复合材料是一种非常具有应用前景的技术。该类吸附材料效率高、容易操作、能耗低而且不易对设备造成腐蚀。利用后期嫁接的方式将有机胺嫁接到二氧化硅表面是该类材料中非常重要的一种制备方式。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供，制备的吸附材料具有良好的热稳定性，以及较高的传质效率，能够比较高效地对二氧化碳进行捕集。为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为:，包括以下步骤:将二氧化硅在110°C下干燥2 — 3个小时，称取IOg 二氧化硅加入到反应器中，然后再加入200ml干燥的甲苯，将反应器放入油浴锅中并固定，将回流冷凝器与反应器连接好，同时将磁力搅拌器转子放入反应器中，然后向反应器中通入氮气以将反应器中的空气排出，再将反应器密封，对其进行匀速搅拌并加热到90°C，待温度稳定在90°C后，将4ml 二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷加入到反应器中，且保持匀速搅拌，让上述反应在90°C下进行6个小时，待反应完成后，将所合成的材料进行过滤并用100mL无水乙醇冲洗两次，然后在真空干燥箱中80°C干燥12个小时后即可，烘箱内气压〈1mm Hg。所述的二氧化硅为沉淀法纳米二氧化硅、气相法纳米二氧化硅、MCM-41或200-300目的硅胶。四种类型的二氧化硅的一些特性列于如下表中:四种二氧化硅的一些性质参数【权利要求】1.，其特征在于，包括以下步骤: 将二氧化硅在110°C下干燥2— 3个小时，称取IOg 二氧化硅加入到反应器中，然后再加入200ml干燥的甲苯，将反应器放入油浴锅中并固定，将回流冷凝器与反应器连接好，同时将磁力搅拌器转子放入反应器中，然后向反应器中通入氮气以将反应器中的空气排出，再将反应器密封，对其进行匀速搅拌并加热到90°C，待温度稳定在90°C后，将4ml 二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷加入到反应器中，且保持匀速搅拌，让上述反应在90°C下进行6个小时，待反应完成后，将所合成的材料进行过滤并用100mL无水乙醇冲洗两次，然后在真空干燥箱中80°C干燥12个小时后即可，烘箱内气压〈1mm Hg。2.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述的二氧化硅为沉淀法纳米二氧化硅、气相法纳米二氧化硅、MCM-41或200-300目的硅胶。3.根据权利要求1所述的，其特征在于，包括以下步骤: 将沉淀法二氧化硅在110°C下干燥2 — 3个小时，称取IOg经过干燥的沉淀法二氧化硅并将其加入到250ml的三口烧瓶中，然后向烧瓶中加入200ml干燥的甲苯，将烧瓶放入油浴锅中并固定，将回流冷凝器与烧瓶连接好，同时将磁力搅拌器转子放入烧瓶中，然后向烧瓶中通入氮气以将烧瓶中的空气排出，然后将烧瓶密封，对其进行匀速搅拌并加热到90°C，待温度稳定在90°C后，将4ml 二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷加入到烧瓶中，且保持匀速搅拌，让上述反应在90°C下进行6个小时，待反应完成后，将所合成的材料进行过滤并用100mL无水乙醇冲洗两次，然后在真空干燥箱中80°C干燥12个小时即可，烘箱内气压〈1mmHg。4.根据权利要求1所述的，其特征在于，包括以下步骤: 将气相法二氧化硅在110°C下干燥2 — 3个小时，称取5g经过干燥的气相法二氧化硅并将其加入到250ml的三口烧瓶中，然后向烧瓶中加入100mL干燥的甲苯，将烧瓶放入油浴锅中并固定，将回流冷凝器与烧瓶连接好，同时将磁力搅拌器转子放入烧瓶中，然后向烧瓶中通入氮气以将烧瓶中的空气排出，然后将烧瓶密封，对其进行匀速搅拌并加热到90°C，待温度稳定在90°C后，将2ml 二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷加入到烧瓶中，且保持匀速搅拌，让上述反应在90°C下进行6个小时，待反应完成后，将所合成的材料进行过滤并用100mL无水乙醇冲洗两次，然后在真空干燥箱中80°C干燥12个小时即可，烘箱内气压〈1mmHg。5.根据权利要求1所述的，其特征在于，包括以下步骤: 将MCM-41在110°C下干燥2— 3个小时，称取IOg经过干燥的MCM-41并将其加入到250ml的三口烧瓶中，然后向烧瓶中加入200ml干燥的甲苯，将烧瓶放入油浴锅中并固定，将回流冷凝器与烧瓶连接好，同时将磁力搅拌器转子放入烧瓶中，然后向烧瓶中通入氮气以将烧瓶中的空气排出，然后将烧瓶密封，对其进行匀速搅拌并加热到90°C，待温度稳定在90°C后，将4ml 二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷加入到烧瓶中，且保持匀速搅拌，让上述反应在90 V下进行6个小时，待反应完成后，将所合成的材料进行过滤并用100mL无水乙醇冲洗两次，然后在真空干燥箱中80°C干燥12个小时即可，烘箱内气压〈1mm Hg。6.根据权利要求1所述的，其特征在于，包括以下步骤: 将200-300目的硅胶在110°C下干燥2 — 3个小时，称取10g经过干燥的硅胶并将其加入到250ml本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种嫁接改性的硅基固态胺二氧化碳吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将二氧化硅在110℃下干燥2―3个小时，称取10g二氧化硅加入到反应器中,然后再加入200ml干燥的甲苯，将反应器放入油浴锅中并固定，将回流冷凝器与反应器连接好，同时将磁力搅拌器转子放入反应器中，然后向反应器中通入氮气以将反应器中的空气排出，再将反应器密封，对其进行匀速搅拌并加热到90℃，待温度稳定在90℃后，将4ml二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷加入到反应器中，且保持匀速搅拌，让上述反应在90℃下进行6个小时，待反应完成后，将所合成的材料进行过滤并用100ml无水乙醇冲洗两次，然后在真空干燥箱中80℃干燥12个小时后即可，烘箱内气压<1mm Hg。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋建国，李凯敏，田思聪，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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