一种低共熔溶剂、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种低共熔溶剂、其制备方法及应用。所述低共熔溶剂包括氢键供体和氢键受体，氢键受体包括第一组分和第二组分，第一组分包括氯化锌，第二组分包括尿素、乙二胺四乙酸或十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种或多种，氢键供体包括乙二醇和/或异丙醇。所述低共熔溶剂可以作为外加剂添加至硅酸盐胶凝材料中，制备得到固碳石，所述固碳石的二氧化碳捕获量和碳化率明显提升，碳化后的固碳石可作为建材制品使用，具有良好的应用前景，且整个制备工艺无毒环保、成本低廉、简单易行。简单易行。简单易行。

【技术实现步骤摘要】
一种低共熔溶剂、其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及二氧化碳捕获的
，具体涉及一种低共熔溶剂、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]近些年来，CO2排放量急剧上升，其作为一种温室气体，过度排放易导致温室效应，从而引起灾难性气候变化和海平面上升等问题。另一方面，CCUS(Carbon Capture，Utilization and Storage)，即碳捕获、利用与封存观点的提出，从经济及社会发展上对碳排放的控制提出了更高要求，因此二氧化碳的减排行动已迫在眉睫。
[0003]另外，钢铁、冶金或建筑行业中大宗固废(如钢渣或建筑垃圾等)的排放量也在逐年增加，这些废弃物直接排放不仅会浪费土地资源，对环境和水体也会造成严重污染。有研究表明，这类固废中主要成分为硅酸二钙或硅酸三钙的物质可以煅烧为硅酸盐胶凝材料，通过吸收二氧化碳，进行碳养护后作为建材使用。但单一的硅酸盐胶凝材料对二氧化碳的吸收量较低，为提高其固碳量，一般需要通过外加添加剂来实现，常规的外加剂(如硝酸铵)存在有毒、气味有刺激性的缺点，且对二氧化碳的吸收量提高程度有限。
[0004]低共熔溶剂作为一种低熔点共晶混合物，以一定摩尔比的氢键受体(HBA)和氢键供体(HBD)通过氢键相互作用形成，有研究报道其对二氧化碳具有良好的捕获作用。但目前还没有将其作为外加剂与硅酸盐胶凝材料混合，以提高硅酸盐胶凝材料的固碳量的报道。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种低共熔溶剂、其制备方法及应用。通过采用低共熔溶剂作为外加剂，添加至硅酸盐胶凝材料中可得到固碳石，固碳石具有较高的固碳量和碳化强度，其碳化后可作为建材制品使用。
[0006]为达到此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种低共熔溶剂，包括氢键供体和氢键受体，所述氢键受体包括第一组分和第二组分，所述第一组分包括氯化锌，所述第二组分包括尿素、乙二胺四乙酸或十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种或多种；所述氢键供体包括乙二醇和/或异丙醇。
[0008]优选地，所述第一组分和第二组分的质量比为(1～7):(3～5)。
[0009]优选地，所述氢键受体与氢键供体的质量比为1:(2～5)。
[0010]第二方面，本专利技术提供一种上述低共熔溶剂的制备方法，包括以下步骤：
[0011](1)将第一组分的溶液和第二组分混合，得到氢键受体溶液；
[0012](2)将氢键受体溶液与氢键供体溶液混合，得到低共熔溶剂。
[0013]优选地，所述第一组分的溶液的溶剂包括去离子水。
[0014]优选地，所述氢键供体溶液由氢键供体与0～5℃的溶剂混合后，在5～15℃下静置10～30min制备得到。
[0015]优选地，所述溶剂包括去离子水。
[0016]第三方面，本专利技术提供一种建材制品，包括上述技术方案涉及的低共熔溶剂。
[0017]第四方面，本专利技术提供一种上述建材制品的制备方法，包括以下步骤：
[0018]将低共熔溶剂与硅酸盐胶凝材料混合后压制成型，然后进行碳养护，得到所述建材制品。
[0019]优选地，所述低共熔溶剂与硅酸盐胶凝材料的质量比为(0.12～0.18):1。
[0020]优选地，所述硅酸盐胶凝材料包括硅酸一钙、硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙或铁铝酸四钙中的任意一种或多种。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0022](1)本专利技术提供了一种低共熔溶剂，其可以作为外加剂添加至硅酸盐胶凝材料中，制备得到固碳石，所述固碳石的二氧化碳捕获量和碳化率明显提升，碳化后的固碳石可作为建材制品使用，具有良好的应用前景，且整个制备工艺无毒环保、成本低廉、简单易行；
[0023](2)所述低共熔溶剂具有良好的稳定性，在工业上具有耐储存和可控性强的优点。
附图说明
[0024]图1为实施例1采用低共熔溶剂作为外加剂得到的固碳石制品的外观图；
[0025]图2为实施例1中采用纯水作为外加剂得到的固碳石制品的外观图；
[0026]图3为对比例4中采用低共熔溶剂作为外加剂得到的固碳石制品的外观图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]针对现有技术中单一的硅酸盐胶凝材料对二氧化碳的吸收量较低的情况，本专利技术提供了一种低共熔溶剂，其包括氢键受体和氢键供体。需要说明的是，本专利技术中所述低共熔溶剂是为了与硅酸盐胶凝材料混合得到固碳石制品，与现有技术中直接采用低共熔溶剂吸收二氧化碳不同，所得的固碳石制品需要具有平整的外观，且不能有掉渣现象，这样才能保证后续将固碳石制品通过碳养护阶段，制备得到建材制品。因此，本专利技术对于低共熔溶剂中的氢键受体和氢键供体的选择有特定的要求。在本专利技术中，所述氢键受体包括第一组分和第二组分，所述第一组分包括氯化锌，所述第二组分包括尿素、乙二胺四乙酸或十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种或多种；其中，第二组分的作用是利用含有有机官能团的溶液，通过化学吸收法捕获CO2，同时第二组分可以起到缓冲剂的作用，提高第一组分和氢键供体混合的均匀性。所述第一组分和第二组分的质量比为(1～7):(3～5)，优选为(1～6):(3～4)。所述氢键供体包括乙二醇和/或异丙醇，优选为乙二醇。在本专利技术中，所述氢键受体与氢键供体的质量比为1:(2～5)，优选为1:(2～4)。
[0029]本专利技术提供的低共熔溶剂可以作为外加剂，与硅酸盐胶凝材料混合制备得到具有高固碳量和碳化率的固碳石制品。
[0030]本专利技术还提供一种上述低共熔溶剂的制备方法，包括以下步骤：
[0031](1)将第一组分的溶液和第二组分混合，得到氢键受体溶液；
[0032](2)将氢键受体溶液与氢键供体溶液混合，得到低共熔溶剂。
[0033]按照本专利技术，首先将第一组分的溶液和第二组分混合，得到氢键受体溶液。在本专利技术中，所述第一组分的溶液的溶剂为水，优选包括去离子水、超纯水或双蒸水中的任意一种。所述第一组分的溶液的浓度优选为0.1～0.6mol/L，更优选为0.4～0.6mol/L，对应第二组分的添加量为2～5g。在本专利技术的一个具体实施方案中，所述第一组分的溶液为氯化锌溶液，第二组分为尿素。所述氢键供体溶液由氢键供体与溶剂混合后得到，优选将氢键供体与0～5℃的溶剂混合，以保证组分均匀混合，若溶剂的温度过低会导致有机基团与无机离子接触不充分，无法形成共熔体，温度过高会导致有机基团迅速团聚，降低有效共熔体的生成量。所述溶剂为水，优选包括去离子水、超纯水或双蒸水中的任意一种。所述氢键供体与溶剂的体积比为1:(0.8～1.5)，优选为1:1。为了使有机基团与无机离子形成稳定的共熔体，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低共熔溶剂，其特征在于，包括氢键供体和氢键受体；所述氢键受体包括第一组分和第二组分，所述第一组分包括氯化锌，所述第二组分包括尿素、乙二胺四乙酸或十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种或多种；所述氢键供体包括乙二醇和/或异丙醇。2.根据权利要求1所述的低共熔溶剂，其特征在于，所述第一组分和第二组分的质量比为(1～7):(3～5)；所述氢键受体与氢键供体的质量比为1:(2～5)。3.根据权利要求1或2所述的低共熔溶剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将第一组分的溶液和第二组分混合，得到氢键受体溶液；(2)将氢键受体溶液与氢键供体溶液混合，得到低共熔溶剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一组分的溶液的溶剂包括去离子水。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔东波，司政凯，钟秦粤，张学雷，殷方圆，李晓，李林丽，高飞，
申请(专利权)人：山东京韵泰博新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：