一种高效耐用的多孔地聚合物吸附剂及其方法技术

本发明专利技术涉及一种高效耐用的多孔地聚合物吸附剂，按重量份包括：偏高岭土30～40份，强碱5～10份，硅酸钠溶液40～60份，减水剂3～5份，发泡剂1～10份；本发明专利技术还涉及高效耐用的多孔地聚合物吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将强碱粉末与硅酸钠溶液混合制备成碱激发剂，待其冷却至常温后，将发泡剂加入到配置的碱激发剂溶液中搅拌均匀，加入偏高岭土和减水剂形成地聚合物浆料，经搅拌均匀，密封固化，养护后得到多孔地聚合物，随后将其研磨过筛形成粉末制得多孔地聚合物吸附剂，本发明专利技术所述的多孔地聚合物吸附剂耐高温性能强，在1000～1200℃不氧化、不分解，最高使用温度可达1400℃。最高使用温度可达1400℃。最高使用温度可达1400℃。

【技术实现步骤摘要】
一种高效耐用的多孔地聚合物吸附剂及其方法


[0001]本申请属于吸附剂
，涉及一种吸附剂的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着工业化进程的发展，大量CO2的排放对人类的生存构成了严峻的挑战。研究一种能够有效吸收CO2的吸附剂有着重要的现实意义。
[0003]地聚合物是一类由硅氧四面体和铝氧四面体构成的三维网状结构材料，其原料可采用含有硅铝酸盐的天然矿物或工业废料，这些硅铝酸盐在室温至150℃能与强碱溶液发生硅
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氧和铝
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氧键断裂并重组的反应，从而固化成型生成三维网状结构结构。地聚合物原材料来源广泛、制备方便、能耗小。同时，地聚合物的类分子筛结构赋予了其优良的吸附能力，此外在制备地聚合物的基础上，通过发泡的方法将其制备成多孔结构，可以有效的增大材料与CO2的接触面积，提高其吸附能力，因此多孔地聚合物是一种非常有前景的CO2气体吸附剂。
[0004]目前，针对多孔地聚合物吸附剂的制备方法已有不少研究。申请号为CN112079586A的中国专利公开了一种利用双氧水制备的多孔地聚合物的制备方法，该专利技术利用双氧水与原料中的部分物质反应产生气泡制备多孔地聚合物，该方法制得的材料孔洞分布不均，大小很难控制；李娟等(工业技术创新，2022，9(5)：40
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45)利用次氯酸钠制备出多孔地聚合物，然后将13X分子筛添加到多孔地聚合物基质中，制备出沸石
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多孔地聚合物复合多孔材料；申请号为CN110694595A的中国专利通过双氧水制备出多孔地聚合物，然后在其表面浸渍一层金属
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有机骨架，这两种方法均使多孔地聚合物与其他吸附材料进行复合制备成复合材料，制备过程复杂繁琐；申请号为CN112079585B的中国专利公开了一种利用微孔发泡制备多孔地聚合物的制备方法，但该方法中涉及使用的碳化硅成本昂贵，限制了其作为吸附剂的广泛应用。
[0005]因此，制备一种孔径均匀，结构稳定，高效耐用，成本低廉的多孔地聚合物吸附剂对实际应用有着重要的意义。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种新型的多孔地聚合物吸附剂制备方法，该吸附剂以尿素为发泡剂，通过尿素在高温下分解成氨气以化学发泡的方法制得多孔地聚合物，使用尿素不仅降低了原料成本，而且制备的多孔地聚合物孔洞均匀，结构稳定，使该吸附剂有着优异的CO2吸附性能和耐用性能。
[0007]为了达到上述目的，采用技术方案如下：
[0008]一种高效耐用的多孔地聚合物吸附剂，按重量份原料组分偏高岭土30～40份，强碱5～10份，硅酸钠溶液40～60份，减水剂3～5份和发泡剂1～10份。
[0009]优选的，所述强碱选自氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化锂、季铵碱中的一种或几种混合。
[0010]优选的，所述减水剂选自木质素、萘系、三聚氰胺、聚羧酸中的一种。
[0011]优选的，所述发泡剂为尿素。
[0012]优选的，将称量好的强碱粉末与硅酸钠溶液混合制备成碱激发剂，待其冷却至常温后，将发泡剂加入到配置的碱激发剂溶液中搅拌均匀，加入偏高岭土和减水剂形成地聚合物浆料，经搅拌均匀，密封固化，养护后得到多孔地聚合物，脱模，随后将其研磨过筛形成粉末制得多孔地聚合物吸附剂。
[0013]优选的，硅酸钠溶液的浓度为22wt％。
[0014]优选的，制备过程中的固化温度为80～120℃，固化时间为12～48h；养护温度为25～60℃，养护时间为3～9d。
[0015]优选的，多孔地聚合物经粉碎，研磨后过80目筛，吸附剂粒径小于200微米。
[0016]优选的，配制碱激发剂混匀时机械搅拌转速为300
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1500转/分钟，混匀后静止1～3h，配置的碱激发剂pH值为13。
[0017]优选的，将尿素加入到配置的碱激发剂溶液中搅拌均匀时机械搅拌转速为300～1500转/分钟；加入偏高岭土形成地聚合物浆料时搅拌速度为1500
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2500转/分钟；放置聚四氟乙烯或不锈钢模具中密封固化。
[0018]常温指4
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38摄氏度。
[0019]有益效果:
[0020](1)本专利技术所述多孔地聚合物吸附剂原料来源丰富，制备工艺简单，能耗小，对环境友好；
[0021](2)本专利技术采用尿素为发泡剂，成本低廉，制得多孔地聚合物孔洞均匀，结构稳定，吸附性能强，易再生，具有良好的重复利用性能；
[0022](3)本专利技术所述的多孔地聚合物吸附剂耐高温性能强，在1000～1200℃不氧化、不分解，最高使用温度可达1400℃；
[0023](4)本专利技术所述多孔地聚合物吸附剂不仅在碱性介质中具有较高的耐久性，在酸性介质中分解率也很低。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的工艺流程图。
具体实施方式
[0025]如图1所示，为了更好地理解本专利技术的内容，下面通过具体的实施例对本专利技术作进一步详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施,但本专利技术保护范围不局限于所述内容。
[0026]实施例1：在25℃下，将20.0g的氢氧化钠粉末与163.0g的硅酸钠溶液混合，搅拌均匀后静置1h，待其冷却至室温后，加入2.9g的尿素机械搅拌均匀，随后加入100.0g偏高岭土和8.57g木质素形成地聚合物浆料，搅拌至粘稠状后放至行星搅拌机中搅拌10min进行混匀，将混匀的浆料倒入100mm
×
100mm
×
20mm的聚四氟乙烯模具中密封，在100℃烘箱中固化24h后，放置40℃烘箱中养护7d，随后拆除密封，取出多孔地聚合物产物进行研磨，过80目筛得到多孔地聚合物吸附剂粉末。采用全自动比表面积与孔隙度分析仪，测定样品的比表面
积和孔结构。采用Barrett
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Joyner
‑
Halenda(BJH)模型计算得到孔径分布；用静态的容积测试样品吸附效果，通过差量法称取0.1
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0.2g干燥的样品装入分析管中，首先安装在脱气站管口，100℃下脱气7h，然后手动转移至分析站口进行吸附性能测试，测得其24h静态CO2吸附量为1.95mmol/g。
[0027]实施例2：在25℃下，将25.0g的氢氧化钠粉末与100.0g的硅酸钠溶液混合，搅拌均匀后静置1h，待其冷却至室温后，加入25.0g的尿素机械搅拌均匀，随后加入100.0g偏高岭土和10.00g木质素形成地聚合物浆料，搅拌至粘稠状后放至行星搅拌机中搅拌10min进行混匀，将混匀的浆料倒入100mm
×
100mm
×
20mm的聚四氟乙烯模具中密封，在80℃烘箱中固化12h后，放置25℃烘箱中养护3d，随后拆除密封，取出多孔地聚合物产物进行研磨，过80目筛得到多孔地聚合物吸附剂粉末。采用全自动比表面积与孔隙度分析仪，测定样品的比表面积和孔结构。采用Bar本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效耐用的多孔地聚合物吸附剂，其特征在于：按重量份原料组分偏高岭土30～40份，强碱5～10份，硅酸钠溶液40～60份，减水剂3～5份和发泡剂1～10份。2.根据权利要求1所述的一种高效耐用的多孔地聚合物吸附剂，其特征在于：所述强碱选自氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化锂、季铵碱中的一种或几种混合。3.根据权利要求2所述的一种高效耐用的多孔地聚合物吸附剂，其特征在于：所述减水剂选自木质素、萘系、三聚氰胺、聚羧酸中的一种。4.根据权利要求3所述的一种高效耐用的多孔地聚合物吸附剂，其特征在于：所述发泡剂为尿素。5.根据权利要求4所述的一种高效耐用的多孔地聚合物吸附剂的制备方法，其特征在于：将称量好的强碱粉末与硅酸钠溶液混合制备成碱激发剂，待其冷却至常温后，将发泡剂加入到配置的碱激发剂溶液中搅拌均匀，加入偏高岭土和减水剂形成地聚合物浆料，经搅拌均匀，密封固化，养护后得到多孔地聚合物，脱模，随后将其研磨过筛形成粉末制得多孔地聚合物吸附剂。6.根据权利要求5所述的一种高效耐用的多孔地聚合物吸附剂的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：白犇，樊文端，孔宪然，刘海芳，张威，苏子杰，刘跃旭，滕莹，
申请(专利权)人：中船邯郸派瑞特种气体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：