一种酸性气体吸附剂、制备方法和其应用技术

本发明专利技术公开了一种二氧化硫吸附剂，包括：载体和负载于载体上的三乙醇胺，所述三乙醇胺与载体的重量比为0.1:1～2:1。根据本发明专利技术的吸附剂，其吸附性能好，不易脱附。在使用时，吸附剂的用量少，即少量的吸附剂就能达到较好的吸附效果，使用成本低，具有宽广的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
-种酸性气体吸附剂、制备方法和其应用
本专利技术涉及吸附剂领域，具体涉及一种可以吸附酸性气体的吸附剂。本专利技术还涉 及上述吸附剂的制备方法及应用。
技术介绍
目前，在工业和生活设施中，通常会产生酸性的有毒气体，如硫氧化物、硫化氢等 等，比如二氧化硫，其对环境安全造成极大的威胁。比如，二氧化硫等酸性气体会造成酸雨 等。如在室内及船体舱室等密闭空间由于含有低浓度的酸性气体如so 2气体，会严重危害 人们的健康。因此，很多科研工作者致力于研究各种吸附剂来脱除该有害气体。沸石、埃洛 石、蒙脱石等多孔矿物由于其价格廉价、来源广泛等优点被广泛用于脱除有害气体。但这些 多孔矿物由于具有较低的比表面积，相对于活性炭等高比表面积的吸附剂来说吸附效果欠 佳且容易发生脱附。活性炭由于具有较大的比表面积，因此有较好的物理吸附性能。但是 当温度等条件发生变化时，其吸附性能会发生变化，吸脱附效果十分明显，并不能够很好的 脱除室内、舱体等密闭空间的有害气体。 本专利技术希望提供一种具有较高的吸附性能，且不易脱附的吸附剂，能够有效地吸 附酸性气体如二氧化硫。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提供了一种载体负载活性组分三乙醇胺（TEA)的 吸附剂，能够有效地吸附酸性气体如二氧化硫等有害气体，甚至能够脱除低浓度的酸性气 体，特别适合于室内、舱体等密闭空间低浓度酸性气体的脱除。 根据本专利技术的一个方面，提供了一种酸性气体吸附剂，包括：载体和负载于载体上 的三乙醇胺，所述三乙醇胺与载体的重量比为0. 1:1?2:1。 根据本专利技术所述吸附剂的一个具体实施例，所述三乙醇胺与载体的重量比为 0. 2:1?1. 5:1，优选0. 2:1?1. 2:1。三乙醇胺作为活性组分，当其含量过低时，使得化学 吸附作用较弱，当三乙醇胺负载量过高，会导致物理吸附性能差，从而影响吸附剂的整体吸 附性。 根据本专利技术，载体负载活性组分三乙醇胺后得到的吸附剂，能够有效地吸附酸性 气体如二氧化硫等有害气体，甚至能够吸附低浓度的酸性气体，吸附量大，不易脱附。 根据本专利技术的一个具体实施例，所述载体选自表面改性的多孔物料，优选所述多 孔物料选自5A沸石、埃洛石和凹土中的至少一种。所述多孔物料通过表面改性，如表面二 氧化硅改性，有利于得到比表面积增大、孔容和孔径合适的所述载体，进而有利于得到吸附 性能更佳的吸附剂。 在另一个具体实施例中，所述载体的比表面积为500-600m2/g，优选540-580m 2/g ; 孔容为 〇· 4-0. 7cm3/g，优选 0· 5-0. 6cm3/g ;平均孔径为 3. 0-4. 5nm，优选为 3. 5-4. 2nm。当选 用所述载体时，所得的吸附剂具有相对较大的比表面积，孔隙结构发达，有利于更好地吸附 酸性气体。 根据本专利技术的另外一个方面，提供了一种制备上述吸附剂的方法，包括：将载体与 含三乙醇胺的溶液混合，使三乙醇胺负载于所述载体上，得到所述的吸附剂。 根据本专利技术所述方法的一个具体实施例，所述三乙醇胺的用量与载体的重量比为 0. 1:1?2:1，优选0. 2:1?1. 5:1，更优选0. 2:1?1. 2:1。在所述重量比范围内，所得吸 附剂具有更好的吸附性能。 根据本专利技术所述方法的另一个具体实施例，所述载体的比表面积为500-600m2/g， 优选 540-580m2/g ;孔容为 0. 4-0. 7cm3/g，优选 0. 5-0. 6cm3/g ;平均孔径为 3. 0-4. 5nm，优选 为3. 5-4. 2nm。使用所述的载体，由于其比表面积大、孔容高，有利于所得吸附剂具有更好的 吸附性能。 根据本专利技术所述方法的一个具体实施例，所述载体的制备包括：将多孔物料分散 于水中形成混合物，然后加入改性剂，反应后，固液分离，焙烧后得到所述载体。所述多孔物 料通过表面改性，如表面二氧化硅改性，从而得到了比表面积增大、孔容和孔径合适的所述 载体。 在本专利技术所述方法的一个具体实施例中，所述方法包括以下步骤： 1)将多孔物料分散于水中形成混合物，然后加入改性剂，反应后，固液分离，焙烧 后得到所述载体； 2)将步骤1)中得到的所述载体与与含三乙醇胺的溶液混合，使三乙醇胺负载于 所述载体上，得到所述的吸附剂。 根据本专利技术所述方法的另外一个具体实施例，所述改性剂包括二氧化硅的前驱 体。所述二氧化硅的前驱体是指能够水解生成二氧化硅的化合物，如正硅酸乙酯和硅酸钠 中的至少一种等。在一个具体实例中，所述多孔物料选自5A沸石、埃洛石和凹土中的至少 一种 根据本专利技术所述方法的一个具体实施例，所述步骤1)的混合物中还包括碱或酸。 酸或碱的加入能够促进所述前驱体的水解，有利于得到比表面积增大、孔容和孔径合适的 载体。所述酸或碱优选不会向沸石中引入其他杂离子的酸或碱，如选用氨水、乙二胺、六甲 基四氣等。 根据本专利技术所述方法的另一个具体实施例，所述混合物中包含表面活性剂。所述 表面活性剂的加入，有利于多孔物料的分散。所述表面活性剂，如优选十六烷基溴化铵、三 嵌段表面活性剂P123。在一个具体实施例中，将多孔物料体如5A沸石制成粉状，使其能够 得到更好的分散。 根据本专利技术所述方法的一个具体实施例，当多孔物料选用5A沸石时，其可通过包 括下述步骤的方法制备： (1)载体的制备：首先将球状5A沸石研磨至粉末状，然后经200目标准筛过筛，获 得粉体，将氨水（25wt% )加入到200毫升的去离子水中，超声15分钟，然后将十六烷基三 甲基溴化铵（CTMAB)缓慢加入到氨水溶液中，超声15分钟，随后将粉体的5A沸石缓慢加入 到氨水与CTMAB的混合液中，超声振荡15分钟，将沸石与混合液转移到恒温磁力搅拌器上 搅拌15分钟，搅拌状态下将正硅酸乙酯逐滴加入到混合液中，恒温持续搅拌2小时后将混 合液经抽滤、洗涤、干燥、焙烧等制得MZs (焙烧温度为550°C )，其中，氨水：十六烷基三甲基 溴化铵（CTMAB) :5A沸石：正硅酸乙酯=9 :3 :3 :5?10(wt% ); (2)化学吸附剂的制备：量取TEA，用去离子水溶解；将lg MZs加入到TEA水溶液 中，超声振荡15分钟；然后在70°C恒温加热搅拌直至混合液中的水分蒸干；将固体在鼓风 干燥箱中30°C干燥6小时，制备出本专利技术所述的化学吸附剂。 根据本专利技术所述的方法，其步骤简便，易于操作，能够通过简单的方法得到高性能 的吸附剂。 根据本专利技术的另外一个方面，提供了一种上述吸附剂或上述方法制备的吸附剂在 吸附酸性气体中的应用。 根据本专利技术，所述酸性气体包括含硫的酸性气体，如包括硫氧化物和硫化氢中的 至少一种，优选为二氧化硫。 根据本专利技术的吸附剂，其吸附性能好，不易脱附，甚至能够吸附低浓度酸性气体， 如酸性含硫气体，如二氧化硫，特别适合于室内、舱体等密闭空间低浓度酸性气体的脱除。 在使用时，吸附剂的用量少，即少量的吸附剂就能达到较好的吸附效果，使用成本低，具有 宽广的应用前景。 【附图说明】 图1和图3为不同吸附剂在298K下吸附低浓度S02气体的穿透曲线图； 图2为根据本专利技术的一个具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酸性气体吸附剂，包括：载体和负载于载体上的三乙醇胺，所述三乙醇胺与载体的重量比为0.1:1～2:1。

【技术特征摘要】
1. 一种酸性气体吸附剂，包括：载体和负载于载体上的三乙醇胺，所述三乙醇胺与载 体的重量比为0. 1:1?2:1。2. 根据权利要求1所述的吸附剂，其特征在于，所述三乙醇胺与载体的重量比为 0· 2:1 ?1. 5:1，优选 0· 2:1 ?1. 2:1。3. 根据权利要求1或2所述的吸附剂，其特征在于，所述载体选自表面改性的多孔物 料，优选所述多孔物料选自5A沸石、埃洛石和凹土中的至少一种。4. 一种制备权利要求1-3中任意一项所述吸附剂的方法，包括：将载体与含三乙醇胺 的溶液混合，使三乙醇胺负载于所述载体上，得到所述的吸附剂。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述三乙醇胺的用量与载体的重量比为 0· 1:1 ?2:1，优选 0· 2:1 ?1. 5:1，更优选 0· 2:1 ?1. 2:1。6. 根据权利要求4或5所述的方法，所述载体的比表面积为500-600m2/g，优选 540-580m 2/g ;孔容为 0....

【专利技术属性】
技术研发人员：李灿，马福秋，赵燕军，王桂香，郭欣，付家宽，王海斌，
申请(专利权)人：中国人民解放军九二六零九部队，哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：北京;11