【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二氧化碳吸附材料，特别涉及一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用。
技术介绍
1、近年来，随着人类活动排放的二氧化碳的量的急剧增加，大气中的二氧化碳含量已经超过了400ppm。显著提升的二氧化碳含量会带来越来越严重的温室效应。因此我们需要尽快实现二氧化碳的减排。二氧化碳的捕集和封存技术是最有效的减排方式之一。
2、目前已经小规模工业化应用的二氧化碳吸附技术是小分子胺溶液或者碱性盐溶液的液体吸附方法(us5339633a；cn102000486a； cn101229475a；international journalof greenhouse gas control,41 (2015),142–162；progress in energy and combustionscience,39.6 (2013):515-534；royal society of chemistry 4,19403-19417(2014)；)。这一类方法采用的吸附材料来源广泛，成本低，整体技术也比较成熟。但是，此类方法也有很大的缺陷。首先，使用了大量的水作为媒介，脱吸附时的能耗很高，成本大；胺类和碱性盐溶液碱性强，对设备腐蚀性高，因而对设备的投资要求高；小分子胺类循环稳定性差，吸附剂损耗高。因而，此类方法的整体投资和运营成本都很高，难以大范围内推广应用。
3、基于固态载体的干的多孔吸附剂能有效地减少脱吸附时的能耗，因而成为研究的热点。负载有液体胺的固态多孔材料能有效地通过物理吸附与化学吸附的协同作用来吸附二氧
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，具有对二氧化碳吸附容量高、吸附速度快，吸附效率高、在吸附和脱附的过程中的损耗小、热稳定性好，循环稳定的优点。
2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，所述制备方法主要包括以下步骤：
4、s1：将多元有机胺、多官能团环氧交联剂与溶剂混合，制得分散液；
5、s2：将所述分散液在低温下冷冻，通过氨基和环氧基团的交联反应制得具有交联网络的冰凝胶；
6、s3：将所述冰凝胶解冻，并常压干燥，制得固态的多孔交联胺泡沫材料，所述多孔交联胺泡沫材料为载体；
7、s4：将具有二氧化碳捕集功能的负载物溶解分散于溶剂中，通过浸润的方式负载到多孔交联胺泡沫材料中，将所得物质进行干燥，制得复合固态多孔吸附材料，所述复合固态多孔吸附材料用于吸附二氧化碳气体。
8、作为优选，所述多元有机胺为聚乙烯胺、聚乙烯亚胺、聚丙烯亚胺、聚酰胺-胺、聚(烯丙基胺)、五乙烯六胺、四乙烯五胺、三乙烯四胺、二乙烯三胺、以及上述各种多元胺的衍生物中的一种或多种。
9、作为优选，所述的多官能团环氧交联剂为丙三醇三缩水甘油醚、 1,4-丁二醇二缩水甘油醚、环氧氯丙烷、1,6-己二醇二缩水甘油醚、二缩水甘油醚，季戊四醇缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1,2,7,8- 二环氧辛烷的一种或多种。
10、作为优选，s1中所述溶剂为水、乙醇、甲醇、丙酮、异丙醇、乙酸乙酯中一种或多种。
11、作为优选，所述分散液中，多元有机胺的重量百分比为1％～50％，多官能团环氧交联剂的重量百分比为0.5％～20％，其余均为溶剂，所述多元有机胺和多官能团环氧交联剂的用量比为20:1～1:5。
12、作为优选，所述的冷冻温度为-195.79℃～-5℃，冷冻条件下，所述交联反应进行的时间为2～72小时，所述解冻温度为10～150℃，所述干燥温度为20～150℃，干燥时间为0.2～24小时。
13、作为优选，s3中制得的所述多孔交联胺泡沫材料的密度为 0.1g/cm3～0.7g/cm3，s4中制得的所述复合固态多孔吸附材料的氨基含量为2～20mol/kg。
14、作为优选，s4中所述具有二氧化碳捕集能力的负载物为五乙烯六胺、四乙烯五胺、三乙烯四胺、二乙烯三胺、六乙烯七胺、聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚丙烯亚胺、聚酰胺-胺、聚(烯丙基胺)、三(2-氨基乙基)胺、三[2-(甲基氨基)乙基]胺、2-(氨甲基)-2-甲基-1,3-丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、氢氧化锂、碳酸氢钾、碳酸氢钠中的一种或多种，所述二氧化碳捕集功能的负载物的负载量为载体质量的10％～400％。
15、作为优选，s4中用于溶解分散负载物的所述溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、丙酮、四氢呋喃、乙酸乙酯等溶剂的一种或多种。
16、作为优选，s4中制备所得的所述复合固态多孔吸附材料用于从空气、工业尾气、汽车尾气或天然气中吸附二氧化碳气体，吸附二氧化碳后的所述复合固态多孔吸附材料通过水蒸气加热再生，所述水蒸气加热温度为100～150℃。
17、本专利技术的有益效果为：通过冷冻状态下用环氧类交联剂交联多元有机胺类形成交联网络，解冻并常压干燥后可得到高孔隙率的多孔材料；并进一步以这种固态胺类作为载体，负载液体胺等具有二氧化碳捕集能力的材料，制备复合型的二氧化碳吸附材料。以这种本身具有二氧化碳吸附能力的多孔固体材料作为载体，避免了惰性载体的使用，从而有效地提高了氨基的负载率，使得有效胺负载率量可达到 20mol/kg以上，因而吸附容量高。这种材料可以从空气、工业尾气、天然气中高效地吸附分离二氧化碳，从而帮助实现碳减排。
18、本专利技术所制备的固态吸附材料可用于从空气、工业尾气、汽车尾本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其特征在于，所述制备方法主要包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其特征在于，所述多元有机胺为聚乙烯胺、聚乙烯亚胺、聚丙烯亚胺、聚酰胺-胺、聚(烯丙基胺)、五乙烯六胺、四乙烯五胺、三乙烯四胺、二乙烯三胺、以及上述各种多元胺的衍生物中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其特征在于，所述的多官能团环氧交联剂为丙三醇三缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、环氧氯丙烷、1,6-己二醇二缩水甘油醚、二缩水甘油醚，季戊四醇缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1,2,7,8-二环氧辛烷的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其特征在于，S1中所述溶剂为水、乙醇、甲醇、丙酮、异丙醇、乙酸乙酯中一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其
6.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其特征在于，所述的冷冻温度为-195.79℃～-5℃，冷冻条件下，所述交联反应进行的时间为2～72小时，所述解冻温度为10～150℃，所述干燥温度为20～150℃，干燥时间为0.2～24小时。
7.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其特征在于，S3中制得的所述多孔交联胺泡沫材料的密度为0.1g/cm3～0.7g/cm3，S4中制得的所述复合固态多孔吸附材料的氨基含量为2～20mol/kg。
8.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其特征在于，S4中所述具有二氧化碳捕集能力的负载物为五乙烯六胺、四乙烯五胺、三乙烯四胺、二乙烯三胺、六乙烯七胺、聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚丙烯亚胺、聚酰胺-胺、聚(烯丙基胺)、三(2-氨基乙基)胺、三[2-(甲基氨基)乙基]胺、2-(氨甲基)-2-甲基-1,3-丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、氢氧化锂、碳酸氢钾、碳酸氢钠中的一种或多种，所述二氧化碳捕集功能的负载物的负载量为载体质量的10％～400％。
9.根据权利要求8所述的一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其特征在于，S4中用于溶解分散负载物的所述溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、丙酮、四氢呋喃、乙酸乙酯等溶剂的一种或多种。
10.根据权利要求9所述的一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其特征在于，S4中制备所得的所述复合固态多孔吸附材料用于从空气、工业尾气、汽车尾气或天然气中吸附二氧化碳气体，吸附二氧化碳后的所述复合固态多孔吸附材料通过水蒸气加热再生，所述水蒸气加热温度为100～150℃。
...【技术特征摘要】
1.一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其特征在于，所述制备方法主要包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其特征在于，所述多元有机胺为聚乙烯胺、聚乙烯亚胺、聚丙烯亚胺、聚酰胺-胺、聚(烯丙基胺)、五乙烯六胺、四乙烯五胺、三乙烯四胺、二乙烯三胺、以及上述各种多元胺的衍生物中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其特征在于，所述的多官能团环氧交联剂为丙三醇三缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、环氧氯丙烷、1,6-己二醇二缩水甘油醚、二缩水甘油醚，季戊四醇缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1,2,7,8-二环氧辛烷的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其特征在于，s1中所述溶剂为水、乙醇、甲醇、丙酮、异丙醇、乙酸乙酯中一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其特征在于，所述分散液中，多元有机胺的重量百分比为1％～50％，多官能团环氧交联剂的重量百分比为0.5％～20％，其余均为溶剂，所述多元有机胺和多官能团环氧交联剂的用量比为20:1～1:5。
6.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳捕集的复合材料的制备方法及其应用，其特征在于，所述的冷冻温度为-195.79℃～-5℃，冷冻条件下，所述交联反应进行的时间为2～72小时，所述解冻温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：李银勇，
申请(专利权)人：浙江跃维新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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