一种用于分离CO的高效吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了用于分离CO的高效吸附剂及其制备方法，制备方法包括以下步骤：称取预定量的硅溶胶并加入水源稀释，之后向稀释的硅溶胶中依次滴加铝源溶液、钠源溶液和铜源溶液，搅拌均匀得到液体混合物；将液体混合物在室温下陈化6～10小时，之后加入高压反应釜并在95～110℃的条件下不断搅拌并在晶化7～12小时之后取出，洗涤并过滤得到固体；将固体在100～120℃下真空干燥，随后在400～500℃、氮气气氛下焙烧4～6h，得到所述用于分离CO的高效吸附剂。所述高效吸附剂则采用上述方法制得。本发明专利技术制得的吸附剂具有高CO选择性和CO收率，并且此吸附剂无需添加模板剂，制备工艺简单，有效降低了吸附剂的制备成本。

High efficient adsorbent for separating CO and preparation method thereof

The invention discloses an efficient adsorbent for the separation of CO and its preparation method, the preparation method comprises the following steps: taking a predetermined amount of silica sol and add water to dilute, silica sol diluted sequentially adding aluminum source solution, sodium source solution and copper source solution, stirring evenly the liquid mixture; the liquid mixture at room temperature aging for 6 to 10 hours after autoclave and at 95 to 110 DEG C under the condition of continuous stirring and crystallization in 7 ~ 12 hours after removal, washing and filtering to obtain the solid solid; at 100 to 120 DEG C under vacuum drying, then in 400 to 500 deg.c roasting, nitrogen under the atmosphere of 4 ~ 6h, comprising an efficient adsorbent for separating CO. The high efficiency adsorbent is prepared by the method. The adsorbent prepared by the invention has the advantages of high CO selectivity and CO yield, and does not need to add the template agent, the preparation process is simple, and the preparation cost of the adsorbent is effectively reduced.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工
，更具体地讲，涉及一种用于分离CO的高效吸附剂及其制备方法。
技术介绍
碳一化工所用的CO通常是从各种含CO的混合气中分离提取的，这些气源的组成较为复杂，需要将CO分离提纯。工业生产对CO分离的要求越来越高，迫切需要高效经济的CO分离提纯技术。与深冷法和COSORB法比较，变压吸附(PSA)法因其具有诸多优点而受到广泛重视。目前，关于分离和提纯CO吸附剂的开发大都集中在使用一价或二价铜盐负载到载体上形成的吸附剂，这些吸附剂能够吸附CO的机理主要是Cu(I)-CO络合物的形成。自80年代以来，吸附分离CO的各类含铜吸附剂有了很大的进展，如双金属盐络合分离剂CuAlCl4，其机理虽然仍是Cu(I)-CO络合,但加入的Al盐和亚铜盐形成氯桥结构，增加了Cu(I)的稳定性和利用率。另外，这种络合吸附剂大都只能实行变温吸附(TSA)工艺，而变压吸附(PSA)技术被称为“无热源分离技术”，其具有变温吸附无法比拟的优点。变压吸附的基本原理是利用吸附剂对吸附质在不同分压下有不同的吸附容量并且在一定压力下对被分离的气体混合物的各组份又有选择吸附的特性，通过加压吸附除去除原料气中的杂质组分，减压脱附这些杂质而使吸附剂获得再生。因此，采用多个吸附床并通过循环地变动所组合的各吸附床压力，就可以实现连续的分离气体混合物。吸附剂的合成方法对CO吸附技术的影响较大，分子筛的晶粒形貌、成晶度是影响其吸附性能的重要因素之一，现有的CO吸附剂合成方法存在一些缺陷，导致现有变压吸附中使用的CO吸附剂CO选择性不高、CO收率低。
技术实现思路
为了解决现有技术中CO吸附剂对CO选择性不高、CO收率低等问题，本专利技术的目的是提供一种用于分离CO的高效吸附剂及其制备方法。本专利技术的一方面提供了用于分离CO的高效吸附剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：A、称取预定量的硅溶胶并加入水源稀释，之后向稀释的硅溶胶中依次滴加铝源溶液、钠源溶液和铜源溶液，搅拌均匀得到液体混合物，所述铝源溶液、钠源溶液和铜源溶液是分别将铝源、钠源和铜源溶于水源配制得到的；其中，所述硅溶胶中SiO2的质量百分含量为24～26％且Na2O的质量百分含量为0.042～0.0485％；以Al2O3计，所述铝源的质量为SiO2质量的34.00～56.67％；以Na2O计，所述钠源的质量为SiO2质量的1～1.5倍；以Cu原子计，所述铜源的质量为SiO2质量的14.88～19.44％；以H2O计，所述水源的总质量为钠源中Na2O质量的8.27～13.16倍；B、将所述液体混合物在室温下陈化6～10小时，之后加入高压反应釜并在95～110℃的条件下不断搅拌并在晶化7～12小时之后取出，洗涤并过滤得到固体；C、将所述固体在100～120℃下真空干燥，随后在400～500℃、氮气气氛下焙烧4～6h，得到所述用于分离CO的高效吸附剂。根据本专利技术用于分离CO的高效吸附剂的制备方法的一个实施例，所述铝源为甲酸铝、乙酸铝和丙酸铝中的一种或多种；以Al2O3计，所述铝源的质量为SiO2质量的37.78～48.57％。根据本专利技术用于分离CO的高效吸附剂的制备方法的一个实施例，以1～2ml/min的速度滴加所述铝源溶液。根据本专利技术用于分离CO的高效吸附剂的制备方法的一个实施例，所述钠源为氢氧化钠，所述水源为去离子水。根据本专利技术用于分离CO的高效吸附剂的制备方法的一个实施例，所述铜源为氯化亚铜、硝酸铜、氯化铜和乙酸铜中的一种多种；以Cu原子计，所述铜源的质量为SiO2质量的15.68～17.82％。根据本专利技术用于分离CO的高效吸附剂的制备方法的一个实施例，以H2O计，所述水源的总质量为钠源中Na2O质量的9.86～12.01倍。根据本专利技术用于分离CO的高效吸附剂的制备方法的一个实施例，在步骤B中，陈化的时间为7～9小时，搅拌的温度为105～110℃，晶化的时间为9～11小时。本专利技术的另一方面提供了一种用于分离CO的高效吸附剂，其采用上述用于分离CO的高效吸附剂的制备方法制备得到。本专利技术还提供了一种用于分离CO的高效吸附剂，采用以下组分制备得到：硅溶胶，其中，SiO2的质量百分含量为24～26％且Na2O的质量百分含量为0.042～0.0485％；铝源，以Al2O3计，所述铝源的质量为SiO2质量的34.00～56.67％，所述铝源为甲酸铝、乙酸铝和丙酸铝中的一种或多种；钠源，以Na2O计，所述钠源的质量为SiO2质量的1～1.5倍，所述钠源为氢氧化钠；铜源，以Cu原子计，所述铜源的质量为SiO2质量的14.88～19.44％，所述铜源为氯化亚铜、硝酸铜、氯化铜和乙酸铜中的一种或多种；水源，以H2O计，所述水源的总质量为钠源中Na2O质量的8.27～13.16倍，所述水源为去离子水。根据本专利技术用于分离CO的高效吸附剂的一个实施例，按Al2O3计，所述铝源的质量为SiO2质量的37.78～48.57％；以Cu原子计，所述铜源的质量为SiO2质量的15.68～17.82％；以H2O计，所述水源的总质量为钠源中Na2O质量的9.86～12.01倍。本专利技术克服了现有技术中CO吸附剂CO选择性不高、CO收率低的不足，提供了一种用于分离CO的高效吸附剂及其制备方法，采用该制备方法制得的吸附剂具有高CO选择性和CO收率，并且此吸附剂无需添加模板剂，制备工艺简单，有效降低了吸附剂的制备成本。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。概括地讲，本专利技术通过调整吸附剂的制备工艺并改变吸附剂的制备条件，如陈化时间、晶化温度、晶化时间等，来改变分子筛的晶粒形貌、比表面积、成晶度、Cu原子交换度，最终有效地提高了吸附剂对于CO的选择性，并且大大降低了对于H2、N2、CH4的选择性。根据本专利技术的示例性实施例，用于分离CO的高效吸附剂的制备方法包括以下多个步骤。步骤A：称取预定量的硅溶胶并加入水源稀释，之后向稀释的硅溶胶中依次滴加铝源溶液、钠源溶液和铜源溶液，搅拌均匀得到液体混合物。其中，铝源溶液、钠源溶液和铜源溶液是分别将铝源、钠源和铜源溶于水源配制得到的。其中，硅溶胶中SiO2的质量百分含量为24～26％且Na2O的质量百分含量为0.042～0.0485％。硅溶胶是本专利技术中吸附剂的硅源，为了控制钠含量，需采用低钠含量的硅源。预定量可以为根据制备需求设定的任意量，只要能够制作得到所需的吸附剂即可。以Al2O3计，铝源的质量为SiO2质量的34.00～56.67％。具体地，本专利技术中选用的铝源可以为甲酸铝、乙酸铝和丙酸铝中的一种或多种。更优选地，以Al2O3计，铝源的质量为SiO2质量的37.78～48.57％。并且，在加入铝源溶液时，以1～2ml/min的速度滴加铝源溶液，以控制反应速度，滴加速度过快会导致合成的分子筛晶粒较大，进而导致比表面积下降。以Na2O计，钠源的质量为SiO2质量的1～1.5倍。钠源的作用主要是进行pH值的调节，具体地，本专利技术所使用的钠源为氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分离CO的高效吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：A、称取预定量的硅溶胶并加入水源稀释，之后向稀释的硅溶胶中依次滴加铝源溶液、钠源溶液和铜源溶液，搅拌均匀得到液体混合物，所述铝源溶液、钠源溶液和铜源溶液是分别将铝源、钠源和铜源溶于水源配制得到的；其中，所述硅溶胶中SiO2的质量百分含量为24～26％且Na2O的质量百分含量为0.042～0.0485％；以Al2O3计，所述铝源的质量为SiO2质量的34.00～56.67％；以Na2O计，所述钠源的质量为SiO2质量的1～1.5倍；以Cu原子计，所述铜源的质量为SiO2质量的14.88～19.44％；以H2O计，所述水源的总质量为钠源中Na2O质量的8.27～13.16倍；B、将所述液体混合物在室温下陈化6～10小时，之后加入高压反应釜并在95～110℃的条件下不断搅拌并在晶化7～12小时之后取出，洗涤并过滤得到固体；C、将所述固体在100～120℃下真空干燥，随后在400～500℃、氮气气氛下焙烧4～6h，得到所述用于分离CO的高效吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于分离CO的高效吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：A、称取预定量的硅溶胶并加入水源稀释，之后向稀释的硅溶胶中依次滴加铝源溶液、钠源溶液和铜源溶液，搅拌均匀得到液体混合物，所述铝源溶液、钠源溶液和铜源溶液是分别将铝源、钠源和铜源溶于水源配制得到的；其中，所述硅溶胶中SiO2的质量百分含量为24～26％且Na2O的质量百分含量为0.042～0.0485％；以Al2O3计，所述铝源的质量为SiO2质量的34.00～56.67％；以Na2O计，所述钠源的质量为SiO2质量的1～1.5倍；以Cu原子计，所述铜源的质量为SiO2质量的14.88～19.44％；以H2O计，所述水源的总质量为钠源中Na2O质量的8.27～13.16倍；B、将所述液体混合物在室温下陈化6～10小时，之后加入高压反应釜并在95～110℃的条件下不断搅拌并在晶化7～12小时之后取出，洗涤并过滤得到固体；C、将所述固体在100～120℃下真空干燥，随后在400～500℃、氮气气氛下焙烧4～6h，得到所述用于分离CO的高效吸附剂。2.根据权利要求1所述的用于分离CO的高效吸附剂的制备方法，其特征在于，所述铝源为甲酸铝、乙酸铝和丙酸铝中的一种或多种；以Al2O3计，所述铝源的质量为SiO2质量的37.78～48.57％。3.根据权利要求1所述的用于分离CO的高效吸附剂的制备方法，其特征在于，以1～2ml/min的速度滴加所述铝源溶液。4.根据权利要求1所述的用于分离CO的高效吸附剂的制备方法，其特征在于，所述钠源为氢氧化钠，所述水源为去离子水。5.根据权利要求1所述的用于分离CO的高效吸附剂的制备方法，其特征在于，所述铜源为氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：何霖，谭亚南，程牧曦，韩伟，潘相米，
申请(专利权)人：西南化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51