一种用于制造技术

本发明专利技术公开了一种用于

【技术实现步骤摘要】
一种用于CO2吸附的树脂及其制备方法


：
[0001]本专利技术涉及二氧化碳捕集
，具体涉及一种用于
CO2吸附的非胺类吸附树脂及其制备方法
。

技术介绍

：
[0002]CO2的过度排放导致全球温室效应加剧，已经引起了严重的气候问题
。
因此，研究
CO2捕集技术成为当前的热点
。CO2捕集的气体源主要包含两类：空气和富
CO2混合气
。
富
CO2混合气一般有烟道气
、
生物质沼气
(CO2和
CH4)、
丙酮
‑
丁醇
‑
乙醇发酵
(ABE)
发酵尾气
(CO2和
H2)、
合成气等
。
从沼气和发酵尾气中捕集
CO2，不仅可以减少
CO2的排放，还能够实现
CH4和
H2的纯化利用
。
目前
CO2的捕集技术主要有：醇胺溶液吸收法
、
膜分离法和吸附分离法
。
相较于前两者，吸附分离法具有吸附剂稳定且易再生的优势，因此受到广泛关注
。
[0003]吸附分离方法的核心是选择具有高吸附量和吸附选择性的吸附剂
。
目前商业应用的吸附剂是活性炭和分子筛
。
然而，活性炭的机械性能和吸附选择性较差
。
分子筛等虽然对
CO2具有较高吸附量，但是阳离子与
CO2的相互作用力较强，导致吸附剂再生能耗高
。
因此，解决
CO2吸附剂的吸附量与选择性的矛盾以及降低再生工艺的能耗是当前的主要任务
。
[0004]近年来研究以多孔材料为载体，通过化学改性或物理浸渍负载的方法，制备固态有机胺吸附材料的成果较多，例如
CN107321317A、CN101497024A
和
CN102343254A
等
。
固态有机胺吸附材料与酸性的
CO2能够产生弱酸碱中和作用，因此对
CO2具有很高的吸附量和选择性，但是由于这种化学所用力较强，导致
CO2需要在较高温度下脱附
。
因此，开发一种非胺类吸附剂尤为必要，通过增强吸附剂骨架与
CO2分子之间的物理相互作用，改善吸附树脂对沼气以及
ABE
发酵尾气中
CO2的捕集能力和分离效率并且可在常温下实现吸附剂脱附再生
。

技术实现思路

：
[0005]本专利技术的目的是提供一种用于
CO2吸附的树脂及其制备方法，解决了传统固态胺吸附剂吸附
CO2再生能耗高以及传统超高交联吸附树脂对
CO2的吸附量低的问题
。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：
[0007]一种用于
CO2吸附的树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0008]1)
将原料氯球室温溶胀于有机溶剂中，
20
～
40℃
溶胀8～
12h
；有机溶剂为氯苯
、
硝基苯
、1,2
‑
二氯乙烷中的一种或几种的混合物；
[0009]2)
向体系中加入催化剂并在室温下搅拌均匀，体系升温到
60
～
80℃
并保温反应1～
6h
小时，反应结束后，过滤出树脂，用乙醇冲洗多次，使用稀酸清洗多次，再用水清洗至滤液为中性，再用乙醇清洗多次，于
80℃
下烘干；催化剂为
AlCl3、FeCl3和
ZnCl2中的一种或几种混合物；
[0010]3)
将
2)
中得到的树脂溶胀于有机溶剂中，有机溶剂为硝基苯
、1,2
‑
二氯乙烷
、
氯苯中的一种或几种的混合物，树脂与溶剂的质量比例为
1:3
～
1:6
，
30
～
50℃
溶胀一定时间，向体系中加入改性试剂和催化剂并在室温下搅拌一定时间，体系升温到
60
～
80℃
，并保温反
应
12
～
24h
，过滤出树脂，按照乙醇
、
稀酸
、
水
、
乙醇的顺序清洗多次，在
80℃
下烘干；改性试剂为苯甲酰氯
、4
‑
氟苯甲酰氯
、3,5
‑
二氟苯甲酰氯
、4
‑
三氟甲基苯甲酰氯
、3,5
‑
双三氟甲基苯甲酰氯
、
五氟苯甲酰氯中的一种或几种混合物；催化剂为
AlCl3、FeCl3和
ZnCl2中的一种或几种混合物
。
[0011]技术路线如下：
[0012][0013]步骤
1)
中，氯球为苯乙烯
‑
二乙烯基苯骨架，氯球与有机溶剂的质量比例为
1:4
～
1:6。
[0014]步骤
2)
中，催化剂的用量：
m(
催化剂
):m(
氯球
)
＝
0.1
～
0.3。
[0015]步骤
3)
溶胀溶胀时间为
12h。
[0016]优选地，步骤
3)
中改性试剂与树脂的质量比例为
0.2
～
0.4
；催化剂与树脂的质量比例为
0.1
～
0.2。
[0017]步骤
2)
和
3)
中使用的稀酸为稀盐酸
、
稀硫酸中的一种，稀酸的浓度控制在
0.1
～
1mol/L。
[0018]烘干方式为真空干燥或鼓风干燥
。
[0019]本专利技术还保护上述制备方法得到的用于
CO2吸附的树脂，将含氧
、
氟基团引入到苯乙烯基超高交联吸附树脂的孔道中，增强苯乙烯基树脂骨架与
CO2的物理相互作用，具有良好的
CO
2/
CH4和
CO2/H2分离能力，能够在常温常压下有效吸附分离丙酮
‑
丁醇
‑
乙醇发酵
(ABE)
尾气和生物沼气，常温下通过简单的减压操作即可实现树脂固定床的脱附再生
。
[0020]因此本专利技术还保护上述制备方法得到的用于
CO2吸附的树脂的应用，用于烟道气
、
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于
CO2吸附的树脂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)
将原料氯球室温溶胀于有机溶剂中，
20
～
40℃
溶胀8～
12h
；有机溶剂为氯苯
、
硝基苯
、1,2
‑
二氯乙烷中的一种或几种的混合物；
2)
向体系中加入催化剂并在室温下搅拌均匀，体系升温到
60
～
80℃
并保温反应1～
6h
小时，反应结束后，过滤出树脂，用乙醇冲洗多次，使用稀酸清洗多次，再用水清洗至滤液为中性，再用乙醇清洗多次，于
80℃
下烘干；催化剂为
AlCl3、FeCl3和
ZnCl2中的一种或几种混合物；
3)
将
2)
中得到的树脂溶胀于有机溶剂中，有机溶剂为硝基苯
、1,2
‑
二氯乙烷
、
氯苯中的一种或几种的混合物，树脂与溶剂的质量比例为
1:3
～
1:6
，
30
～
50℃
溶胀一定时间，向体系中加入改性试剂和催化剂并在室温下搅拌一定时间，体系升温到
60
～
80℃
，并保温反应
12
～
24h
，过滤出树脂，按照乙醇
、
稀酸
、
水
、
乙醇的顺序清洗多次，在
80℃
下烘干；改性试剂为苯甲酰氯
、4
‑
氟苯甲酰氯
、3,5
‑
二氟苯甲酰氯
、4
‑
三氟甲基苯甲酰氯
、3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新德，王传红，熊莲，陈雪芳，张海荣，姚时苗，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：