一种吸附材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种吸附材料的制备方法及其应用。所述方法包括以下步骤：S1，提供多孔碳材料；S2，利用有机胺化合物制备离子液体；S3，将所述离子液体负载于所述多孔碳材料上，获得所述吸附材料。由该方法制得的吸附材料避免了在吸附完CO2后的老化粉碎的缺点，有效地解决原有吸附剂粉末化及对人员健康造成危害的影响，同时具有易再生的优点。同时具有易再生的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种吸附材料的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于吸附材料的制备领域，具体涉及一种吸附材料的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]近年来，密闭空间内CO2浓度越来越多的引起了科研人员的关注。密闭空间一般体积较小，且对CO2浓度有极为严格的要求，一般CO2浓度不超过0.5％，而密闭空间内设备运行和人的活动会使CO2浓度显著升高，因此需要有效降低密闭空间内CO2浓度。目前而言，密闭空间内CO2的去除主要是采用LiOH、KO2、碱石灰方法，这类方法虽然可以有效脱除CO2，但吸附完CO2的吸附材料会出现粉末化现象，造成密闭空间内环境污染，危害人员健康，且吸附材料再生难度大。
[0003]中国专利CN106902613A提供了一种氨基功能化多孔CO2吸附材料的制备方法。该方法将乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺、多乙烯多胺浸渍在多孔材料上，但该方法存在有机胺容易挥发的缺点，危害密闭空间内人员健康，不适于密闭空间CO2脱除。
[0004]中国专利CN101780398A提供了一种吸附CO2的多孔碳复合材料的制备方法及其应用，该方法采用浸渍法制备CO2吸附材料，及在多孔碳材料表面浸渍聚乙烯亚胺来制备吸附材料，但该吸附材料所需CO2分压较高，且低温不利于CO2的吸附，因此不适于密闭空间CO2脱除。
[0005]因此需要提供一种适用于密闭空间内CO2脱除的吸附材料。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种吸附材料的制备方法，由该方法制得的吸附材料避免了在吸附完CO2后的老化粉碎的缺点，有效地解决原有吸附剂粉末化及对人员健康造成危害的影响，同时具有易再生的优点。
[0007]为此，本专利技术第一方面提供了一种吸附材料的制备方法，其包括以下步骤：
[0008]S1，提供多孔碳材料；
[0009]S2，利用有机胺化合物制备离子液体；
[0010]S3，将所述离子液体负载于所述多孔碳材料上，获得所述吸附材料。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述多孔碳材料的制备方法包括：将碳材料与碱混合后进行碳化，然后用酸液对碳化后的样品进行洗涤，并干燥，获得多孔碳材料。
[0012]在本专利技术的一些的实施方式中，所述碳材料选自含碳的固废；所述含碳的固废选自煤液化残渣和沥青中的至少一种。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述碱选自KOH和/或NaOH；优选为KOH。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述碳化的温度为400～800℃，时间为4～12小时；优选地，所述碳化时的升温速率为5～15℃/min。
[0015]在本专利技术的另一些实施方式中，所述酸液为0.5～1.5mol/L的无机酸；所述无机酸
选自盐酸、硝酸和硫酸中的至少一种。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤S2具体包括以下步骤：
[0017]T1，对有机胺化合物进行稀释，获得稀释后的有机胺化合物；
[0018]T2，将有机酸加入到所述稀释后的有机胺化合物中进行反应，反应后获得离子液体。
[0019]在本专利技术的一些具体实施方式中，步骤T1中，采用去离子水对有机胺化合物进行稀释，优选地，将所述有机胺化合物稀释至30～70wt％，更优选为50～70wt％。
[0020]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述有机胺化合物选自乙醇胺、二乙醇胺、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺的一种或多种。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，步骤T2中，所述有机酸选自碳原子数为2～5的有机酸；优选地，所述有机酸为乳酸。
[0022]在本专利技术的另一些实施方式中，所述有机酸的质量浓度为20～50wt％，优选为35～45wt％。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，在5～10℃的温度下，将有机酸加入到所述稀释后的有机胺化合物。
[0024]在本专利技术的另一些实施方式中，步骤T2中，所述有机酸与所述稀释后的有机胺化合物的质量比为1:(1～1.5)，优选为1:(1～1.2)。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，步骤T2中，所述反应在搅拌条件下进行；所述搅拌的时间为6～10小时，搅拌的温度为20～30℃。
[0026]在本专利技术的一些的实施方式中，步骤S3中，所述离子液体负载于多孔材料上的方法为：将所述离子液体溶解于溶剂中，然后加入所述多孔碳材料，经风干后获得所述吸附材料；优选地，所述溶剂为甲醇和/或乙醇。
[0027]在本的专利技术的另一些实施方式中，所述离子液体与多孔碳材料的质量比为1:(10～20))，更优选为1:(10～15)。
[0028]本专利技术第二方面提供了一种如本专利技术第一方面所述方法制备的吸附材料在密闭空间内CO2、VOC、SO2和CH4的脱除中的应用。
[0029]本专利技术的有益效果为：本专利技术所述方法通过在多孔碳材料上浸渍某一种/多种难挥发、CO2捕集效果好的有机胺化合物，使得制得的吸附材料有效地解决原有吸附剂粉末化及对人员健康造成危害的影响。同时，本专利技术制备的吸附材料，经过10个吸脱附循环，其对密闭空间内的CO2吸附能力仍维持在原吸附材料的90％以上。且经过10次循环后，吸附材料的重量基本没有变化，表明吸附材料未出现挥发现象。
具体实施方式
[0030]如前所述，现有的密闭空间CO2脱除主要采用LiOH、KO2、碱石灰方法，但吸附完CO2的吸附材料会出现粉末化现象，造成密闭空间内环境污染，危害人员健康。本申请的专利技术人通过在多孔碳材料上浸渍某一种/多种难挥发、CO2捕集效果好的有机胺化合物，使得制得的吸附材料有效地解决原有吸附剂粉末化及对人员健康造成危害的影响。
[0031]因此，本专利技术第一方面所涉及的吸附材料的制备方法，其包括以下步骤：
[0032]S1，提供多孔碳材料；
[0033]S2，利用有机胺化合物制备离子液体；
[0034]S3，将所述离子液体负载于所述多孔碳材料上，获得所述吸附材料。
[0035]在本专利技术的一些实施方式中，所述多孔碳材料的制备方法包括：将碳材料与碱混合后进行碳化，然后用酸液对碳化后的样品进行洗涤，并干燥，获得多孔碳材料。
[0036]在本专利技术的一些的实施方式中，所述碳材料选自含碳的固废；所述含碳的固废选自煤液化残渣和沥青中的至少一种。本专利技术所述方法利用含碳的固废作为制备多孔碳材料的原料，其来源广泛且成本低，且有效避免了固废原料对环境的污染。
[0037]在本专利技术的一些实施方式中，所述碱选自KOH和/或NaOH；优选为KOH。
[0038]在本专利技术的一些实施方式中，所述碳化的温度为400～800℃，时间为4～12小时；优选地，所述碳化时的升温速率为5～15℃/min。在本专利技术的一些具体实施方式中，所述碳化的温度为400℃、500℃、600℃、700℃或800℃等，所述碳化的时间为4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、9小时、10小时、1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸附材料的制备方法，其包括以下步骤：S1，提供多孔碳材料；S2，利用有机胺化合物制备离子液体；S3，将所述离子液体负载于所述多孔碳材料上，获得所述吸附材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔碳材料的制备方法包括：将碳材料与碱混合后进行碳化，然后用酸液对碳化后的样品进行洗涤，并干燥，获得多孔碳材料。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碳材料选自含碳的固废；所述含碳的固废选自煤液化残渣和沥青中的至少一种。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述碱选自KOH和/或NaOH；优选为KOH；和/或所述碳化的温度为400～800℃，时间为4～12小时；优选地，所述碳化时的升温速率为5～15℃/min；和/或所述酸液为0.5～1.5mol/L的无机酸；所述无机酸选自盐酸、硝酸和硫酸中的至少一种。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：T1，对有机胺化合物进行稀释，获得稀释后的有机胺化合物；T2，将有机酸加入到所述稀释后的有机胺化合物中进行反应，反应后获得离子液体。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤T1中，采用去离子水对有机胺化合物进行稀释；优选地，将所述有机胺化合物稀释至30～70wt％，更优选为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王保登，赵兴雷，崔倩，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：