一种有机胺改性海泡石吸附剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种有机胺改性海泡石吸附剂及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：（1）将海泡石粉加入酸溶液中，搅拌后，分离出海泡石粉，洗涤至中性，干燥，磨细后得到酸活化的海泡石粉；（2）将有机胺溶于醇类溶剂中，再加入步骤（1）获得的酸活化的海泡石粉，搅拌，干燥，磨细后得到有机胺改性海泡石吸附剂。本发明专利技术通过简单的酸活化和胺改性两步即可得到改性的海泡石吸附剂，制备过程简单，易于操作，制备条件温和，对设备要求低，耗能少，生产成本低。以该法制备的改性海泡石吸附剂成本低廉、性能优良，对二氧化碳的吸附效果好。

Organic amine modified sepiolite adsorbent and preparation method and application thereof

The invention discloses a preparation method of organic amine modified sepiolite adsorbent and its preparation and application. The preparation method comprises the following steps: (1) the meerschaum powder mixed acid solution, after separation of sepiolite powder, washing to neutral, drying, grinding and acid activated sepiolite powder; (2) the organic amine dissolved in alcohol solvent, adding the step (1) obtained by acid activated sepiolite powder, mixing, drying, grinding and organic amine modified sepiolite. The invention is modified by two steps to get the modified sepiolite simple acid activation and amine, simple preparation process, easy operation, mild preparation conditions, low requirement on equipment, low energy consumption, low production cost. The modified sepiolite adsorbent prepared by the method has the advantages of low cost, good performance and good adsorption effect on carbon dioxide.

【技术实现步骤摘要】
一种有机胺改性海泡石吸附剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种有机胺改性海泡石吸附剂及其制备方法和应用，涉及二氧化碳吸附剂领域。
技术介绍
工业化的快速发展使得能源消耗剧增，过量排放的二氧化碳气体严重破坏了区域生态环境系统中的碳平衡，由此引发的全球性气候变暖已成为威胁地球和人类未来的重大问题。如何减缓二氧化碳的排放量是应对温室效应的关键所在。而二氧化碳的排放源主要来自化石能源工业，特别是以煤炭为主导的火力发电行业，因此如何高效而经济地捕集煤电工业排放出的烟道气中的二氧化碳已经成为人们研究的重点。当前世界二氧化碳的捕获、分离的方法主要有化学溶剂吸收法、吸附法、膜分离法和离子液体法等。到目前为止，化学溶剂吸收法捕获分离二氧化碳是应用最广泛的方法。但其能耗高，对设备腐蚀严重、投资大等缺点严重制约了该技术的发展。近年来吸附法以其能耗低、工艺操作简单、投资少、环境效益好、无污染产生等优点，得到了人们的广泛关注。当前吸附法分离二氧化碳气体主要通过固体吸附材料来实现，主要以分子筛类材料为主。这类固体吸附材料往往具有价格昂贵、不易获得、吸附性能差、怕水等缺陷，极大地限制了其应用。因此，有必要提供一种吸附性能好、价格便宜、易于获得的吸附剂解决上述吸附法捕获二氧化碳存在的问题。
技术实现思路
为解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术提供了一种有机胺改性海泡石吸附剂的制备方法，以该法制备得到的海泡石吸附剂具有工艺简单、成本低廉、对二氧化碳吸附性能好的特点。本专利技术的技术方案是，提供一种有机胺改性海泡石吸附剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将海泡石粉加入酸溶液中，搅拌后，分离出海泡石粉，洗涤至中性，干燥，磨细后得到酸活化的海泡石粉；（2）将有机胺溶于醇类溶剂中，再加入步骤（1）获得的酸活化的海泡石粉，搅拌，干燥，磨细后得到有机胺改性海泡石吸附剂。其中，磨细可以通过研磨、球磨等方式实现。步骤（2）中，搅拌后，可以直接进行干燥，这样比较容易确定有机胺的添加量，在进行试验研究时常常这样操作。当然搅拌后也可以进行固液分离，这样可以降低能耗，缩短干燥时间，并且分离出的液体（如补充有机胺后）还可以用于海泡石的改性。优选地，所述有机胺选择沸点在200℃以上的有机胺。高沸点的有机胺不容易挥发，使其在制备过程中不易损失，且可以保持长时间的有效性。优选沸点在220℃以上的有机胺，更优选240℃以上的有机胺。优选地，所述有机胺为三乙烯四胺，聚乙烯亚胺。优选地，所述酸溶液的浓度为2~4mol/L。优选地，所述酸溶液为盐酸溶液。优选地，所述醇类溶剂为乙醇。优选地，步骤（2）中，所述有机胺与酸活化的海泡石粉的质量比为0.1-0.9：1，优选0.1-0.6：1。当质量比大于0.6：1时，海泡石吸附剂变得粘稠，难以研磨。优选地，步骤（1）中，所述搅拌的时间为10-30h；步骤（2）中，所述搅拌的时间为10-40h。优选地，所述有机胺在醇类溶剂中的浓度为10-20g/L。本专利技术进一步提供由上述方法制备得到的一种有机胺改性海泡石吸附剂。本专利技术进一步提供上述有机胺改性海泡石吸附剂在吸附二氧化碳上的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：（1）本专利技术以国内储量丰富的具有多孔结构的海泡石为原料，这种原料来源广泛，易于获得，而且价格十分低廉，绿色环保。与价格昂贵的分子筛相比，成本优势非常明显；甚至比活性炭的成本也低出不少。（2）本专利技术的制备方法也非常简便，主要利用物理吸附作用将胺溶剂吸附在催化剂载体海泡石上，只需要一些简单操作即可完成有机胺改性海泡石吸附剂的制备。本专利技术通过简单的酸活化和胺改性两步即可得到改性的海泡石吸附剂，制备过程简单，易于操作，制备条件温和，对设备要求低，耗能少，生产成本低。（3）本专利技术采用的改性剂-三乙烯四胺价格便宜，因而吸附剂制备成本低，适用于工业大规模生产。（4）本专利技术通过海泡石改性负载有机胺之后，使得海泡石对二氧化碳的吸附作用得到改善，且吸附具有选择性，对二氧化碳的吸附性能大幅度提高，可应用于烟道气中二氧化碳的吸收。具体实施方式下面将结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例1本实施例提供一种有机胺改性海泡石吸附剂的制备方法，包括如下步骤：（1）海泡石酸活化：称取3g提纯后的海泡石粉放入150mL浓度为2mol/L的盐酸溶液中，室温下连续搅拌15h后抽滤分离，洗涤至中性。置于烘箱中100℃干燥12h，研磨后得到酸活化的海泡石。（2）海泡石胺改性：取0.3g三乙烯四胺溶于30mL无水乙醇中，室温下搅拌20min，取1g步骤（1）中酸活化的海泡石加入其中，室温下连续搅拌20h，置于烘箱中恒温50℃干燥24h，除去乙醇。研磨后得到所述的有机胺改性的海泡石吸附剂。实施例2本实施例提供一种有机胺改性海泡石吸附剂的制备方法，包括如下步骤：（1）海泡石酸活化：称取5g提纯后的海泡石粉放入150mL浓度为3mol/L的盐酸溶液中，室温下连续搅拌15h后抽滤分离，洗涤至中性。置于烘箱中100℃干燥12h，研磨后得到酸活化的海泡石。（2）海泡石胺改性：取0.6g三乙烯四胺溶于30mL无水乙醇中，室温下搅拌20min，取1g步骤（1）中酸活化的海泡石加入其中，室温下连续搅拌30h，置于烘箱中恒温50℃干燥24h，除去乙醇。研磨后得到所述的有机胺改性的海泡石吸附剂。实施例3本实施例提供一种有机胺改性海泡石吸附剂的制备方法，包括如下步骤：（1）海泡石酸活化：称取5g提纯后的海泡石粉放入150mL浓度为3mol/L的盐酸溶液中，室温下连续搅拌15h后抽滤分离，洗涤至中性。置于烘箱中100℃干燥12h，研磨后得到酸活化的海泡石。（2）海泡石胺改性：取0.5g三乙烯四胺溶于30mL无水乙醇中，室温下搅拌20min，取1g步骤（1）中酸活化的海泡石加入其中，室温下连续搅拌30h，置于烘箱中恒温50℃干燥24h，除去乙醇。研磨后得到所述的有机胺改性的海泡石吸附剂。性能测试实施例1-3对三乙烯四胺改性海泡石进行了研究，分别取实施例1、实施例2、实施例3的吸附剂，在差热-热重分析仪（岛津DTG-60）上进行二氧化碳吸附量的测定，吸附温度为30℃，先通入纯氮气吹扫100min，气体流量50ml/min。然后通入纯二氧化碳气体，气体流量50ml/min，保持200min；结果显示，本专利技术吸附剂可在30min内达到吸附饱和，实施例1的吸附剂对二氧化碳吸附容量可达3.65mmol/g，实施例2的吸附剂对二氧化碳吸附容量可达3.87mmol/g，实施例3的吸附剂对二氧化碳吸附容量可达3.71mmol/g。对二氧化碳的吸附能力远超炭类产品。实施例4本实施例提供一种有机胺改性海泡石吸附剂的制备方法，包括如下步骤：（1）海泡石酸处理：称取3g提纯后的海泡石粉加入120mL浓度为1mol/L的硫酸溶液中，室温下连续搅拌12h后抽滤分离，洗涤至中性。置于烘箱中100℃干燥24h，研磨后得到酸处理的海泡石。（2）海泡石胺固载：取0.4g聚乙烯亚胺溶于40mL无水甲醇中，室温下搅拌40min，取1g步骤（1）中酸处理的海泡石加入其中，室温下连续搅拌15h，置于烘箱中恒温45℃干燥24h，除去甲醇。研磨后得到胺固载的海泡石吸附剂，即有机胺改性的海泡石吸附剂。实施例5本实施例提供一种有机胺改性海本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机胺改性海泡石吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将海泡石粉加入酸溶液中，搅拌后，分离出海泡石粉，洗涤至中性，干燥，磨细后得到酸活化的海泡石粉；（2）将有机胺溶于醇类溶剂中，再加入步骤（1）获得的酸活化的海泡石粉，搅拌，干燥，磨细后得到有机胺改性海泡石吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种有机胺改性海泡石吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将海泡石粉加入酸溶液中，搅拌后，分离出海泡石粉，洗涤至中性，干燥，磨细后得到酸活化的海泡石粉；（2）将有机胺溶于醇类溶剂中，再加入步骤（1）获得的酸活化的海泡石粉，搅拌，干燥，磨细后得到有机胺改性海泡石吸附剂。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机胺选择沸点在200℃以上的有机胺。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机胺为三乙烯四胺。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸溶液为盐酸溶液，浓度为2~4mol/L。5.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁志武，袁梦，胡夏一，罗潇，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43