一种用于碳矿化制品的添加剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于二氧化碳矿化技术领域，具体涉及一种用于碳矿化制品的添加剂及其制备方法和应用，所述添加剂包括固液相变材料和多孔材料，所述添加剂通过封装处理，使得固液相变材料包裹于多孔材料表面。该添加剂应用于碳矿化制品中，能辅助碳矿化制品建立有效的碳矿化通道，提高材料匀质性，显著提高碳矿化制品的固碳能力且生产耗能更低。碳能力且生产耗能更低。

【技术实现步骤摘要】
一种用于碳矿化制品的添加剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于二氧化碳矿化
，具体涉及一种用于碳矿化制品的添加剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，由于人类活动(如化石燃料燃烧)影响，大气中CO2含量猛增，由于其具有保温作用，导致全球面临气候变暖、海平面升高等威胁。故二氧化碳封存逐渐成为研究热点，其中，碳矿化技术被认为是最具大规模碳封存潜力及应用前景的封存技术，其将CO2固定于载碳物质中，达到高效封存CO2的目的。
[0003]然而，碳矿化反应具有由外部向内部扩散碳化的特点，随着碳矿化反应的进行，材料表面致密度增加，碳矿化通道会逐渐减少，阻止了CO2向材料内部扩散，从而影响固碳效果和碳矿化制品的质量。现阶段影响碳矿化反应的条件有压力、固液比、气体湿度、固体颗粒大小等，但优化这些反应条件不能从根本上解决产品碳矿化通道、碳矿化效率以及碳矿化深度对产品的后期碳化养护的影响。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种用于碳矿化制品的添加剂，该添加剂能辅助碳矿化制品建立有效的碳矿化通道，加快二氧化碳的吸收速率，显著提高固碳效果。
[0005]本专利技术的技术方案具体如下：
[0006]本专利技术一方面提供了一种用于碳矿化制品的添加剂，所述添加剂包括固液相变材料和多孔材料，所述固液相变材料包裹于所述多孔材料的表面。
[0007]优选地，所述固液相变材料的相变温度区间为35～70℃。
[0008]优选地，所述固液相变材料为石蜡、石蜡
‑
膨胀珍珠岩复合相变材料、石蜡
‑ꢀ
低密度聚乙烯复合相变材料、聚亚胺脂、二元脂肪酸中的一种。
[0009]优选地，所述多孔材料为中空玻璃纤维、沸石、介孔二氧化硅、炉渣、煤矸石渣、浮石等其中的一种或几种。需要说明的是，添加剂中多孔材料的尺寸大小与碳矿化制品的成品尺寸大小以及原材料粒径大小有关，尤其是成品尺寸大小，碳矿化制品尺寸越大，多孔材料的最大尺寸可以越大，其合适的尺寸可通过有限次的实验确定，本专利技术于此不做过多的限制说明。
[0010]本专利技术第二方面提供了制备上述添加剂的方法，包括以下步骤：
[0011]S1.将固液相变材料在热处理下快速搅拌，直至固液相变材料完全成为液态；
[0012]S2.将多孔材料过筛后按照一定比例加入液态的相变材料中混匀；
[0013]S3.对步骤S2所得混合料进行封装处理。
[0014]优选地，所述热处理的温度为50～100℃，所述热处理的时间为10～30min。
[0015]优选地，步骤S2所述多孔材料与固液相变材料的质量比为100:5～20。
[0016]优选地，所述封装处理方式为浸泡吸附、高聚物定型、微胶囊化中的一种；更加优
选地，所述封装处理方式为微胶囊化。需要说明的是，上述封装方式为相变材料常见的封装方式，具体操作可参考现有技术，不再赘述。
[0017]本专利技术第三方面提供了所述添加剂在制备碳矿化制品中的应用，所述添加剂的添加量大于0且小于等于30％，按重量比计。所述碳矿化制品为能够固定CO2的产品，具体包括通过吸附作用固定CO2的产品，和利用CO2与硅酸盐矿物(富含Ca、Mg等元素的天然矿物或工业废弃物)反应生成稳定的碳酸盐产物进而固定CO2的产品。
[0018]本专利技术的有益效果为：添加剂可以在碳矿化制品中建立碳化通道，实现二氧化碳的均匀养护，提高材料匀质性，避免夹生情况；利用多孔材料建立水分通道，并通过相变材料的状态变化控制通道的打开与关闭，实现水蒸气的自由交换，避免内部蒸汽压过大，造成膨胀应力缺陷；在相同压力条件下，添加剂使矿化制品预制件的碳矿化深度更深，碳化更加完全，且碳化耗能更低。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0020]实施例1
[0021]一种用于碳矿化制品的添加剂，制备过程为：取炉渣500份、石蜡
‑
低密度聚乙烯复合相变材料50份，将石蜡
‑
低密度聚乙烯复合相变材料在80℃搅拌20min，加入炉渣进行混匀，进行微胶囊化处理。
[0022]将该添加剂按照碳矿化制品的0％、2％、4％、6％、8％、10％(质量分数) 的掺量加入碳矿化制品的原料中搅拌混合均匀，采用压制工艺，将成型后的产品预制件在0.1MPa碳化压力下50℃条件下进行24h的碳化，得到成品。本实施例所述碳矿化制品原料为含有硅酸盐的工业废料。
[0023]实施例2
[0024]一种用于碳矿化制品的添加剂，制备过程为：取炉渣600份，石蜡
‑
低密度聚乙烯100份，将石蜡
‑
低密度聚乙烯复合相变材料在80℃搅拌20min，加入炉渣进行混匀，进行微胶囊化处理。
[0025]将该添加剂按照碳矿化制品的0％、6％(质量分数)掺量加入碳矿化制品的原料(与实施例1相同的工业废料)中搅拌混合均匀，采用压制工艺，将成型后的产品预制件在0.1MPa碳化压力50℃条件下进行1h、12h、24h、36h、48h、72h。
[0026]实施例3
[0027]一种用于碳矿化制品的添加剂，制备过程为：取中空玻璃纤维300份，石蜡
ꢀ‑
膨胀珍珠岩复合相变材料20份，将石蜡
‑
低密度聚乙烯复合相变材料在70℃搅拌30min，加入中空玻璃纤维进行混匀，进行微胶囊化处理。
[0028]将该添加剂按照碳矿化制品6％的掺量加入碳矿化产品的原料(与实施例1 相同的工业废料)中搅拌混合均匀，采用压制工艺，将成型后的产品预制件在 0.1MPa碳化压力50℃条件下进行24h的碳化，得到成品。
[0029]实施例4
[0030]一种用于碳矿化制品的添加剂，制备过程为：取炉渣500份、石蜡
‑
低密度聚乙烯复合相变材料50份，将石蜡
‑
低密度聚乙烯复合相变材料在80℃搅拌 20min，加入炉渣进行混匀，进行浸泡吸附处理。
[0031]将该添加剂按照碳矿化制品8％的掺量加入碳矿化制品的原料(与实施例1 相同的工业废料)中搅拌混合均匀，采用压制工艺，将成型后的产品预制件在 0.1MPa碳化压力50℃条件下进行24h的碳化，得到成品。
[0032]对上述实施例制备成的产品进行检测，实施例1中不同添加剂掺量下产品的固碳率如表1所述，其中固碳率的检测方法为：
[0033]固碳率＝(碳化后产品绝干质量
‑
碳化前产品绝干质量)
÷
碳化前产品绝干质量。
[0034]表1
[0035]添加剂掺量(％)0246810固碳率(％)51016233138
[0036]取实施例1中添加剂0％、8％掺量的产品，采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于碳矿化制品的添加剂，其特征在于，所述添加剂包括固液相变材料和多孔材料，所述固液相变材料包裹于所述多孔材料表面。2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述多孔材料为中空玻璃纤维、沸石、介孔二氧化硅、炉渣、煤矸石渣、浮石中一种或多种。3.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述固液相变材料的相变温度区间为35～70℃。4.根据权利要求1或3所述的添加剂，其特征在于，所述固液相变材料为石蜡、石蜡
‑
膨胀珍珠岩复合相变材料、石蜡
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低密度聚乙烯复合相变材料、聚亚胺脂、二元脂肪酸中的一种。5.一种制备权利要求1～4任意一项权利要求所述添加剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马韵升，崔东波，李林丽，陈超，张国圣，吴文选，张学雷，张童鑫，李红丽，翟学成，
申请(专利权)人：山东汉博昱洲新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：