一种原位负载X型沸石多孔地质聚合物、制备方法及应用技术

本发明专利技术提供一种原位负载X型沸石多孔地质聚合物、制备方法及应用，该方法采用饱和蒸气养护法，将X型沸石原位负载于多孔地质聚合物孔壁上，得到原位负载X型沸石多孔地质聚合物；的多孔地质聚合物通过混合浆料制得；的混合浆料的原料组分包括粉煤灰、氢氧化钠、水玻璃、水和起泡剂；起泡剂以质量百分比计，由20％～30％的十二烷基苯磺酸钠与70％～80％的双氧水复配制得。原位负载X型沸石多孔地质聚合物材料表现出从微观到宏观的多梯度孔隙和多裂纹分布，大大提高了材料的传质系数并可将其应用于固定床以捕集烟气中的二氧化碳，本发明专利技术的聚合物材料具有相当优异的稳定性和可重复性，且可以在使用后直接回收利用，从而实现了“以废治废”的理念。的理念。的理念。

【技术实现步骤摘要】
一种原位负载X型沸石多孔地质聚合物、制备方法及应用


[0001]本专利技术属于环境材料领域，涉及复合材料，具体涉及一种原位负载X型沸石多孔地质聚合物、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]我国煤炭储量巨大，火力发电是主要的电力来源，随着电力需求的增加，火力发电产生的二氧化碳和粉煤灰已成为制约燃煤火力发电厂可持续发展的主要因素，近年来，碳捕集、利用和封存等技术的发展为减少二氧化碳温室气体提供了可能，而二氧化碳的捕集是减少燃煤火力发电厂烟气中二氧化碳的更有效途径，因为，在捕集过程中无需更改火力电厂现有的设施和流程，即可有效分离和浓缩二氧化碳。近年来，随着粉煤灰制备沸石的不断进步，已经合成了具有独特分子筛结构的沸石，可有效捕集烟气中的二氧化碳，为粉煤灰处置与二氧化碳捕集相结合提供了契机。
[0003]然而，现有的从烟气中捕集二氧化碳工艺依然大量使用粉状沸石材料，这些材料不容易成型，在实际使用中仍需与其他惰性载体复合，例如钢、陶瓷和膜等。尽管一些研究提出将沸石和粘土混合在一起制备复合材料用于捕集二氧化碳，同时降低生产成本，但这些材料仍然存在密度高、孔隙率低、捕集效率低等缺点。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的缺陷和不足，本专利技术的目的在于，提供一种原位负载X型沸石多孔地质聚合物、制备方法及应用，解决现有技术中用于对烟气中的二氧化碳进行吸附的材料难以成型、吸附效果差的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0006]一种原位负载X型沸石多孔地质聚合物的制备方法，该方法采用饱和蒸气养护法，将X型沸石原位负载于多孔地质聚合物孔壁上，得到原位负载X型沸石多孔地质聚合物；
[0007]所述的多孔地质聚合物通过混合浆料制得；
[0008]所述的混合浆料的原料组分包括粉煤灰、氢氧化钠、水玻璃、水和起泡剂；所述起泡剂以质量百分比计，由20％～30％的十二烷基苯磺酸钠与70％～80％的双氧水复配制得。
[0009]本专利技术还具有如下技术特征：
[0010]步骤一，制备碱性激发剂；
[0011]步骤二，制备混合浆料；
[0012]将步骤一中制得的碱性激发剂与粉煤灰混合搅拌后得到混合物A，向混合物A中加入起泡剂并搅拌后，制得混合浆料；
[0013]其中，所述氢氧化钠的质量为粉煤灰质量的18～25％、水玻璃的质量为粉煤灰质量的40～70％、水的质量为粉煤灰质量的21％～38％、起泡剂的质量为粉煤灰质量的1％～2％
[0014]步骤三，制备原位负载X型沸石多孔地质聚合物；
[0015]将步骤二中制得的混合浆料浇入模具，然后在模具表面覆一层薄膜密封混合料浆，最后将模具置于饱和蒸汽发生器中进行养护，养护结束后，制得原位负载X型沸石多孔地质聚合物；
[0016]其中，所述养护的蒸压压力为0.05MPa～0.1MPa，蒸压温度为80℃～100℃，养护时间为12h～24h。
[0017]优选的，步骤四中，所述的蒸压养护的蒸压压力为0.1MPa，蒸压温度为80℃，蒸压养护时间为24h。
[0018]具体的，步骤二中，以质量百分比计，混合浆料包括以下原料组分：粉煤灰为46.4～49.8％，氢氧化钠为8.6％～12.4％，水玻璃为18.3～34.2％，水为9.6％～18.3％，发泡剂为0.5
‑
1％，各组分的质量百分比合计为100％。
[0019]优选的，步骤二中，以质量百分比计，所述混合浆料包括以下原料组分：粉煤灰46.5％，氢氧化钠8.6％，水玻璃34.2％，水9.7％，十二烷基苯磺酸钠0.2％和双氧水0.8％。
[0020]具体的，所述的碱性激发剂为Na2O
·
nSiO2，其中n＝2.42。
[0021]具体的，所述的步骤二的具体过程为：将步骤一中制得的碱性激发剂与粉煤灰混合搅拌2min后得到混合物A，向混合物A中加入起泡剂并搅拌1min后，制得混合浆料。
[0022]具体的，所述的步骤一的具体过程为：
[0023]将水玻璃、水和氢氧化钠混合均匀后，制得碱性激发剂；
[0024]或将水和氢氧化钠混合均匀后，制得碱性激发剂。
[0025]本专利技术还保护原位负载X型沸石多孔地质聚合物，该复合材料采用如上所述的原位负载X型沸石多孔地质聚合物的制备方法制得；所述的原位负载X型沸石多孔地质聚合物的表观密度为300～400kg/m3，抗压强度为2～3MPa，原位负载X型沸石多孔地质聚合物中X型沸石的质量百分比含量30～55％。
[0026]本专利技术还保护如上所述的原位负载X型沸石多孔地质聚合物的制备方法制备得到的原位负载X型沸石多孔地质聚合物用于捕集烟气中二氧化碳的应用；或如上所述的原位负载X型沸石多孔地质聚合物用于捕集烟气中二氧化碳的应用。
[0027]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益的技术效果：
[0028](Ⅰ)本专利技术方法制备得到的原位负载X型沸石多孔地质聚合物是一种块状固体吸附剂，具有低密度、高强度和高二氧化碳捕集能力的特点，能够直接作为填料用于固定床从烟气中捕集二氧化碳，且原位负载X型沸石多孔地质聚合物可多次循环使用，在有效从烟气中捕集二氧化碳的同时，还实现了粉煤灰的再利用。
[0029](Ⅱ)本专利技术的制备方法，首次采用饱和蒸汽养护法将X沸石原位负载于多孔地质聚合物孔壁上，该饱和蒸汽养护工艺温度压力较低，可充分利用电厂的余热蒸汽，并且制备工艺简单、易操作，而且可根据现场需求随时改变工艺条件调整X型沸石含量。
[0030](Ⅲ)X型沸石的产生可显著改善材料孔隙结构，利于原位负载X型沸石多孔地质聚合物在固定床从烟气中捕集二氧化碳。
附图说明
[0031]图1为原位负载X型沸石多孔地质聚合物的制备工艺图。
[0032]图2原位负载X型沸石多孔地质聚合物实物图。
[0033]图3原位负载X型沸石多孔地质聚合物微观结构图。
[0034]图4(a)为实施例1中原位负载X型沸石多孔地质聚合物的XRD图谱。
[0035]图4(b)为实施例2中原位负载X型沸石多孔地质聚合物的XRD图谱。
[0036]图4(c)为实施例3中原位负载X型沸石多孔地质聚合物的XRD图谱。
[0037]图4(d)为实施例1与对比例1、2中材料的XRD图谱。
[0038]图5(a)为原位负载X型沸石多孔地质聚合物循环捕集二氧化碳图谱。
[0039]图5(b)为实施例1中原位负载X型沸石多孔地质聚合物捕集二氧化碳突破曲线。
[0040]图5(c)为实施例2中原位负载X型沸石多孔地质聚合物捕集二氧化碳突破曲线。
[0041]图5(d)为实施例3中原位负载X型沸石多孔地质聚合物捕集二氧化碳突破曲线。
[0042]图5(e)为实施例1与对比例1和2中材料捕集二氧化碳突破曲线。
[0043]图中符号含义：
[0044]D本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位负载X型沸石多孔地质聚合物的制备方法，其特征在于，该方法采用饱和蒸气养护法，将X型沸石原位负载于多孔地质聚合物孔壁上，得到原位负载X型沸石多孔地质聚合物；所述的多孔地质聚合物通过混合浆料制得；所述的混合浆料的原料组分包括粉煤灰、氢氧化钠、水玻璃、水和起泡剂；所述起泡剂以质量百分比计，由20％～30％的十二烷基苯磺酸钠与70％～80％的双氧水复配制得。2.如权利要求1所述的原位负载X型沸石多孔地质聚合物的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一，制备碱性激发剂；步骤二，制备混合浆料；将步骤一中制得的碱性激发剂与粉煤灰混合搅拌后得到混合物A，向混合物A中加入起泡剂并搅拌后，制得混合浆料；其中，所述氢氧化钠的质量为粉煤灰质量的18～25％、水玻璃的质量为粉煤灰质量的40～70％、水的质量为粉煤灰质量的21％～38％、起泡剂的质量为粉煤灰质量的1％～2％步骤三，制备原位负载X型沸石多孔地质聚合物；将步骤二中制得的混合浆料浇入模具，然后在模具表面覆一层薄膜密封混合料浆，最后将模具置于饱和蒸汽发生器中进行养护，养护结束后，制得原位负载X型沸石多孔地质聚合物；其中，所述养护的蒸压压力为0.05MPa～0.1MPa，蒸压温度为80℃～100℃，养护时间为12h～24h。3.如权利要求2所述的原位负载X型沸石多孔地质聚合物的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述的蒸压养护的蒸压压力为0.1MPa，蒸压温度为80℃，蒸压养护时间为24h。4.如权利要求2所述的原位负载X型沸石多孔地质聚合物的制备方法，其特征在于，步骤二中，以质量百分比计，混合浆料包括以下原料组分：粉煤灰为46.4～49.8％，氢氧化钠为8.6％～12.4％，水玻璃为18.3～34.2％，水为9.6...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩乐，王晓东，许刚刚，朱世彬，武博强，王强民，王海，张跃宏，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：