The invention discloses a carbon dioxide adsorbent and a preparation method and application thereof, belonging to the technical field of carbon dioxide adsorbent. Adsorbents are composed of organic amines, ionic liquids and biomass charcoal, of which biomass charcoal accounts for 40-60%, organic amines for 30-50%, and ionic liquids for 5-10%. The preparation method is as follows: the mixture of biomass carbon, organic amines and ionic liquids is stirred and impregnated for 5-8 hours at room temperature, then treated by ultrasound for 2-3 hours in an ultrasonic oscillator. The obtained mixture is frozen for 20-30 minutes in liquid nitrogen at 108 The good dispersion and stability of organic amines and ionic liquids in the invention make the adsorbent have the characteristics of strong adsorption capacity, high cycle stability and low cost, and can efficiently capture carbon dioxide.
【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳吸附剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种高效稳定的二氧化碳吸附剂的制备方法,属于二氧化碳吸附剂制备
技术介绍
随着经济社会的发展,大气中人为的二氧化碳排放量不断增加。二氧化碳在大气中的积累会导致许多气候和环境灾难。例如,全球变暖、海平面上升和陆地荒漠化等。同时,二氧化碳作为潜在的碳资源,在化学和农业领域具有广泛的应用。因此,二氧化碳的捕获和分离是减轻当前温室气体排放和回收这种潜在碳资源的最佳选择。特别是从大型烟气源(如燃煤发电厂和水泥厂)中捕集和分离二氧化碳对减少二氧化碳排放至关重要。在现有的二氧化碳捕集方法中,固态胺吸附法因具有较高的选择性和较低的再生能耗而具有广泛的应用前景。固态胺吸附剂的制备是固态胺吸附法的关键。现有技术中一般是通过物理浸渍法把有机胺分散到载体孔道内,制备出具有较高吸附量的吸附剂。这种吸附剂几乎没有腐蚀,而且具有较高的胺含量。但是该类吸附剂在多次吸脱附循环后,胺活性组分流失严重,造成吸附剂稳定性较差。并且,在固态胺吸附剂的制备过程中,一般都采用加热干燥法制备吸附剂,这种方法既耗能,在加热过程中又易造成胺损失和孔结构塌陷。如中国专利CN201110147916.6公布了一种介孔硅/有机质复合型二氧化碳吸附剂,用浸渍法将有机胺负载在硅基材料表面,存在稳定性差的缺点。并且,因为CO2在进入吸附剂深层孔道时具有很大的扩散阻力,造成了在CO2捕集过程中有机胺的利用率较低。因此,人们通过优化载体的多孔结构或引入非反应性的添加剂,使吸附剂具有良好的扩散性,进而解决吸附剂扩散速率慢和胺利用率低的问题,与优化载体的多孔结构相比 ...
【技术保护点】
1.一种二氧化碳吸附剂,其特征在于:吸附剂由冷冻干燥法制得;由有机胺、离子液体与生物质炭复合而成;各组分的重量百分比为:生物质炭占40~60%,有机胺占30~50%,离子液体占5~10%。
【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳吸附剂,其特征在于:吸附剂由冷冻干燥法制得;由有机胺、离子液体与生物质炭复合而成;各组分的重量百分比为:生物质炭占40~60%,有机胺占30~50%,离子液体占5~10%。2.根据权利要求1所述的二氧化碳吸附剂,其特征在于:所述生物质炭是由核桃壳与松木木屑炭化料混合制备而成的,二者的重量百分比为:核桃壳炭化料30~70%,松木木屑炭化料30~70%。3.根据权利要求1所述的二氧化碳吸附剂,其特征在于:所述的有机胺为四乙烯五胺、聚乙烯亚胺、二乙烯三胺的任一种;所述的离子液体包括1-胺丙基-3-甲基咪唑亚胺盐、1-胺丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-胺丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-胺乙基-3-甲基咪唑溴盐的任意一种。4.一种权利要求1~3任一项所述的二氧化碳吸附剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)将核桃壳水洗、干燥、炭化、粉碎至200~300目,得核桃壳炭化料A;炭化条件为真空,温度为600~800℃;(2)将松木木屑水洗、干燥,炭化,粉碎至200~300目,得松木木屑炭化料B;炭化条件为真空,温度为500~600℃;(3)将A与B按比例混合,然后置于装有去离子水的超声振荡器中超声辐射10~20分钟,抽滤、干燥得C;(4)将C置于改性剂溶液中进行加热回流改性8~10小时,抽滤,100℃下干燥10~12小时得到生物质炭D;(5)将生物质炭D与有机胺、离子液体的混合水溶液在室温下搅拌浸渍,浸渍时间为5~8小时,然后再在超声振荡器中超声2~3小...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵培玉,张国杰,徐英,孙映晖,张永发,
申请(专利权)人:太原理工大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
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