本发明专利技术涉及吸附材料领域，公开了双活性组分一氧化碳吸附剂及其制备方法和一氧化碳的吸附方法。该一氧化碳吸附剂包括载体和负载于所述载体上的活性组分，所述载体为多孔碳材料，所述活性组分为Cu(I)和Mn(II)。本发明专利技术提供的双活性组分一氧化碳吸附剂以多孔碳材料为载体，将活性组分Cu(I)和Mn(II)负载于所述载体上，不仅CO吸附穿透时间长，CO吸附容量高，而且使用条件温和，其制备方法也简单，具有良好的工业应用前景。的工业应用前景。的工业应用前景。
【技术实现步骤摘要】
双活性组分一氧化碳吸附剂及其制备方法和一氧化碳的吸附方法
[0001]本专利技术涉及吸附材料领域，具体涉及双活性组分一氧化碳吸附剂及其制备方法和一氧化碳的吸附方法。
技术介绍
[0002]炼厂氢气资源丰富，来源广泛，主要有天然气重整制氢和炼化副产氢，有望成为燃料电池车用氢气，但是这些氢气源中都含有一氧化碳杂质，即使是微量的CO也会毒害贵金属催化剂。燃料电池车用氢气的标准中，CO的含量限制在0.2ppm以下以保护贵金属催化剂，因此开发能从炼厂氢中分离CO的吸附剂具有重要的工业意义。
[0003]CN110270303A公开了一种高效CO吸附剂及其制备方法，该原料为氯化铜和碱式铜盐混合体与高比表面载体。文献(Yin,Y.；Wen,Z.；Shi,L.；Zhang,Z.；Yang,Z.；Xu,C.；Sun,H.；Wang,S.；Yuan,A.,Acs Sustainable Chemistry&Engineering 2019,7(13),11284
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11292.)报道了在MIL
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101的载体上负载Cu活性组分和V稳定助剂的CO吸附剂的制备方法，以提高吸附剂的稳定性。文献(Xue,C.；Hao,W.；Cheng,W.；Ma,J.；Li,R.,Materials 2019,12(10),1605.)报道了将铜盐与活性炭粉末物理混合后真空焙烧的方法制备CO吸附剂。
[0004]然而，上述吸附材料由于其比表面积低或微孔狭窄，以及活性组分单一，导致其CO吸附量有限。因此，亟需开发更为高效的CO吸附剂。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的一氧化碳吸附剂的吸附容量小的问题，提供双活性组分一氧化碳吸附剂及其制备方法和一氧化碳的吸附方法，该一氧化碳吸附剂使用条件温和，且具有较高的一氧化碳吸附容量。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种双活性组分一氧化碳吸附剂，该一氧化碳吸附剂包括载体和负载于所述载体上的活性组分，所述载体为多孔碳材料，所述活性组分为Cu(I)和Mn(II)。
[0007]本专利技术第二方面提供一种制备双活性组分一氧化碳吸附剂的方法，该方法包括：
[0008](1)提供含有铜盐和锰盐的活性组分溶液；
[0009](2)采用所述活性组分溶液浸渍多孔碳材料，然后在惰性气氛下焙烧；
[0010]其中，所述铜盐为氯化铜，所述锰盐为二价锰盐。
[0011]本专利技术第三方面提供一种一氧化碳的吸附方法，该吸附方法包括：
[0012]将含有一氧化碳的气体与吸附剂接触，以将所述气体中含有的一氧化碳吸附在所述吸附剂上；
[0013]其中，所述吸附剂为第一方面所述的一氧化碳吸附剂或者为按照第二方面所述的方法制得的一氧化碳吸附剂。
[0014]通过上述技术方案，本专利技术提供的双活性组分一氧化碳吸附剂以多孔碳材料为载
体，将活性组分Cu(I)和Mn(II)负载于所述载体上，不仅CO吸附穿透时间长，CO吸附容量高，而且使用条件温和，其制备方法也简单，具有良好的工业应用前景。
附图说明
[0015]图1是实施例1制备的一氧化碳吸附剂的Cu 2p能级的XPS图；
[0016]图2是实施例1制备的一氧化碳吸附剂的Mn 2p能级的XPS图；
[0017]图3是实施例1制备的一氧化碳吸附剂的XRD图；
[0018]图4是实施例1
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5和对比例制备的一氧化碳吸附剂的CO吸附穿透曲线。
具体实施方式
[0019]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0020]本专利技术第一方面提供一种双活性组分一氧化碳吸附剂，该一氧化碳吸附剂包括载体和负载于所述载体上的活性组分，所述载体为多孔碳材料，所述活性组分为Cu(I)和Mn(II)。
[0021]根据本专利技术的一些实施方式，所述活性组分为Cu(I)和Mn(II)，上述双活性组分有利于提高吸附剂的一氧化碳吸附容量。其中，Cu(I)是指一价铜，例如CuCl；Mn(II)是指二价锰。所述活性组分的价态可以通过X射线光电子能谱分析仪(XPS)分析确定。采用的X射线光电子能谱分析仪(XPS)为Qtac
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100 LEISSXPS仪器，使用单色Al靶Kα辐射(1486.6eV)测量。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述载体为多孔碳材料，所述多孔碳材料可以为本领域常规使用的可用于制备一氧化碳吸附剂的多孔碳材料。为了进一步提高吸附剂的一氧化碳吸附容量，优选地，所述多孔碳材料选自活性炭、石墨烯、碳素和碳黑中的至少一种，更优选为活性炭。所述活性炭可以为成型活性炭或粉状活性炭。
[0023]根据本专利技术的一些实施方式，优选地，所述多孔碳材料的BET比表面积为800
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1800m2/g，优选为1000
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1500m2/g。采用上述具有特定BET比表面积的多孔碳材料作为载体有利于活性组分的均匀分散负载。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，通过BET测试方法检测多孔碳材料的孔结构性质。具体采用Quantachrome AS
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6B型分析仪测定，多孔碳材料的比表面积由Brunauer
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Emmett
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Taller(BET)方法得到。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，优选地，所述一氧化碳吸附剂中，Cu(I)对多孔碳材料的负载量为4
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12mmol/g，优选为6
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8mmol/g。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，优选地，所述一氧化碳吸附剂中，Mn(II)对多孔碳材料的负载量为0.1
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4mmol/g，优选为0.5
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2mmol/g。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，优选地，所述一氧化碳吸附剂中，Cu(I)和Mn(II)的摩尔比为3
‑
30：1，优选为3
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12：1。两种活性组分的摩尔比限定在上述范围内有利于活性组分分散负载，发挥协同效应，从而进一步延长吸附剂的CO吸附穿透时间。
[0028]根据本专利技术的一些实施方式，所述一氧化碳吸附剂中，各组成按各原料的投料量
计算确定。
[0029]根据本专利技术的一些实施方式，优选地，经XRD检测，所述一氧化碳吸附剂在2θ角为20
°
至30
°
范围内和/或在2θ角为40
°
至50
°
范围内没有尖峰存在。也即，在所述一氧化碳吸附剂的XRD谱图中观察不到Cu本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双活性组分一氧化碳吸附剂，其特征在于，该一氧化碳吸附剂包括载体和负载于所述载体上的活性组分，所述载体为多孔碳材料，所述活性组分为Cu(I)和Mn(II)。2.根据权利要求1所述的一氧化碳吸附剂，其中，所述多孔碳材料选自活性炭、石墨烯、碳素和碳黑中的至少一种，优选为活性炭；和/或所述多孔碳材料的BET比表面积为800
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1800m2/g，优选为1000
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1500m2/g。3.根据权利要求1或2所述的一氧化碳吸附剂，其中，经XRD检测，所述一氧化碳吸附剂在2θ角为20
°
至30
°
范围内和/或在2θ角为40
°
至50
°
范围内没有尖峰存在；和/或所述一氧化碳吸附剂中，Cu(I)对多孔碳材料的负载量为4
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12mmol/g，优选为6
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8mmol/g；和/或所述一氧化碳吸附剂中，Mn(II)对多孔碳材料的负载量为0.1
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4mmol/g，优选为0.5
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2mmol/g；和/或所述一氧化碳吸附剂中，Cu(I)和Mn(II)的摩尔比为3
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30：1，优选为3
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12：1。4.一种制备双活性组分一氧化碳吸附剂的方法，其特征在于，该方法包括：(1)提供含有铜盐和锰盐的活性组分溶液；(2)采用所述活性组分溶液浸渍多孔碳材料，然后在惰性气氛下焙烧；其中，所述铜盐为氯化铜，所述锰盐为二价锰盐。5.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤(1)中，所述铜盐为二水氯化铜；和/或，所述锰盐为乙酸锰、甲酸锰和氯化锰中的至少一种，优选为乙酸锰，更优选为四水乙酸锰；和/或以金属元素计，所述铜盐与锰盐的摩尔比为3
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30：1，优选为3
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12：1；和/或，步骤(2)中，所述活性组分溶液与多孔碳材料的比例为5
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12mL：5g，优选为8
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘迪，王倩倩，郭文畅，郑金玉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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