【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及co2捕集/转化，具体涉及一种cao基双功能材料的制备方法及cao基双功能材料。
技术介绍
1、碳捕集利用与封存(ccus)技术是中长期遏制全球变暖的必要技术手段之一，但由于存在高成本和能耗惩罚的缺点，阻碍了ccus的实际工业应用。为了降低大规模应用阻力带来的成本和能耗，综合碳捕集与利用(iccu)技术在ccus的基础上被提出，利用双功能材料(dfm)在同一反应器中将排放的co2捕集并直接转化为增值化工产品或燃料，从而降低ccus在提纯、压缩、储存和中间运输过程中的成本和能源消耗。
2、目前，iccu主要通过以下co2转化途径将捕获的co2直接转化为相应的碳化合物，如式(1-5)所示。从式(1-5)可知，式(1)中的甲烷化是其中唯一的放热反应。与其他co2转化反应相比，甲烷化可以提供吸附剂解吸co2所需的热量，减少能量供应。对于目前的co2吸附剂来说，最大的能量消耗来自于co2解吸所需的能量，而其他co2转化途径无疑会加剧co2解吸和原位转化阶段所需的能量，尤其是在iccu中广泛使用的cao吸附剂(式6)。
3、co2+4h2→ch4+2h2o，δh(r，298k)＝-164kj·mol-1 (1)
4、co2+h2→co+h2o，δh(r，298k)＝+41.2kj·mol-1 (2)
5、co2+ch4→2co+2h2，δh(r，298k)＝+247kj·mol-1 (3)
7、co2+c2h6→c2h4+co+h2o，δh(r298k)＝+149kj·mol-1 (5)
8、caco3→co2+cao，h298k＝+178kj·mol-1 (6)
9、同时iccu-甲烷化提供了另一种储氢方法，这是一种非常有吸引力的“电转气”技术。因此，在成本和能耗方面，随着氢技术的发展，iccu-甲烷化无疑是最具广泛应用潜力的。
10、理想情况下，当原位转化时间接近co2捕集时间时，可交替使用两种反应装置，完成工业废气的连续co2捕集和原位转化。cao吸附剂成本低，co2容量大，但其受操作温度低的限制，当cao与iccu甲烷化反应温度匹配时，co2脱附反应动力学缓慢。原位转化时间远高于co2捕获时间，导致在实际应用中需要添加多个反应装置来平衡co2捕获时间和原位转化时间。这不仅会增加建设成本，而且会增加设备空间体积和操作复杂性。
11、因此，需要对cao基吸附剂进行改进，提高其在低温下吸收和解吸co2的能力，以实现高效方便的iccu-甲烷化。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于，提供一种cao基双功能材料的制备方法、cao基双功能材料及其应用，具有co2吸附容量高、转化速率快的优点，能够基本持平捕集时间，从而实现高效方便的iccu-甲烷化。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种cao基双功能材料的制备方法，包括，
4、将碳捕集金属前驱体、催化剂金属前驱体、助剂金属前驱体、木糖、甘氨酸和尿素共混或反应，得到混合体；
5、将混合体在400-900℃下空气煅烧2-6小时，得到所述cao基双功能材料；
6、其中，所述碳捕集金属前驱体、催化剂金属前驱体、助剂金属前驱体、木糖、甘氨酸和尿素的摩尔比为(80-95)：(1-10)：(2.5-10)：(80-240)：(10-70)：(30-210)。
7、作为优选，所述碳捕集金属前驱体包括含有ca的硝酸盐或可溶性有机酸盐。
8、具体实施时，所述催化剂金属前驱体为包含催化金属元素的硝酸盐或可溶性有机酸盐。
9、作为优选，所述催化金属元素包括ni或ru。
10、具体实施时，助剂金属前驱体包括含有助剂金属元素的硝酸盐或可溶性有机酸盐。
11、作为优选，所述助剂金属元素包括ti、zr、cr、zn、v或w。
12、具体实施时，采用浸渍、水热合成或溶胶凝胶的方法制备得到混合体。
13、作为优选，采用水热合成的方法制备得到混合体包括，将碳捕集金属前驱体、催化剂金属前驱体、助剂金属前驱体、木糖、甘氨酸和尿素混合均匀并完全溶于去离子水中，在100-200℃下保存24-72h后洗涤烘干，得到混合体。
14、本专利技术还公开一种cao基双功能材料，其特征在于，所述cao基双功能材料采用所述cao基双功能材料的制备方法制备而成。
15、本专利技术还公开一种cao基双功能材料的应用，将所述的cao基双功能材料用于co2的捕集与转化。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
17、1、本专利技术提供的cao基双功能材料的制备方法，采用浸渍、水热合成或溶胶凝胶的方法将碳捕集金属前驱体、催化剂金属前驱体、助剂金属前驱体、木糖、甘氨酸和尿素共混或反应形成混合体，再将混合体在煅烧，即得所述的cao基双功能材料。该方法步骤步骤简单，易于操作。
18、2、本专利技术提供的cao基双功能材料，由于加入了酸性金属氧化物作为助剂，加强了*h的吸附以及活性，进而更容易与碳酸盐发生反应，加速反应速率。该cao基双功能材料对co2吸附量大于48wt.％，具有co2吸附容量高的优点；其最高甲烷生成速率为1.3mmol/min，是传统ni/cao的转化速率的6倍，基本能够持平捕集时间；五次co2捕集/甲烷化一体化过程后吸附性能不衰减，co2转化率高于99％，甲烷选择性高于99％，具有循环吸附-脱附/原位转化性能快速稳定、转化率高、产物选择性好等优点。此外，该cao基双功能材料在低co2浓度下仍具有较高的co2吸附容量，能够满足工业应用需求。
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1.一种CaO基双功能材料的制备方法，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的CaO基双功能材料的制备方法，其特征在于，所述碳捕集金属前驱体包括含有Ca的硝酸盐或可溶性有机酸盐。
3.根据权利要求1所述的CaO基双功能材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂金属前驱体为包含催化金属元素的硝酸盐或可溶性有机酸盐。
4.根据权利要求3所述的CaO基双功能材料的制备方法，其特征在于，所述催化金属元素包括Ni或Ru。
5.根据权利要求1所述的CaO基双功能材料的制备方法，其特征在于，助剂金属前驱体包括含有助剂金属元素的硝酸盐或可溶性有机酸盐。
6.根据权利要求5所述的CaO基双功能材料的制备方法，其特征在于，所述助剂金属元素为Zr、Cr、Zn、V或W。
7.根据权利要求1所述的CaO基双功能材料的制备方法，其特征在于，采用浸渍、水热合成或溶胶凝胶的方法制备得到混合体。
8.根据权利要求1所述的CaO基双功能材料的制备方法，其特征在于，采用水热合成的方法制备得到混合体包括，将碳捕集金属前驱体、催化剂金属前
9.一种CaO基双功能材料，其特征在于，所述CaO基双功能材料采用如权利要求1～8任一项所述CaO基双功能材料的制备方法制备而成。
10.一种CaO基双功能材料的应用，其特征在于，将如权利要求8所述的CaO基双功能材料用于CO2的捕集与转化。
...【技术特征摘要】
1.一种cao基双功能材料的制备方法，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的cao基双功能材料的制备方法，其特征在于，所述碳捕集金属前驱体包括含有ca的硝酸盐或可溶性有机酸盐。
3.根据权利要求1所述的cao基双功能材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂金属前驱体为包含催化金属元素的硝酸盐或可溶性有机酸盐。
4.根据权利要求3所述的cao基双功能材料的制备方法，其特征在于，所述催化金属元素包括ni或ru。
5.根据权利要求1所述的cao基双功能材料的制备方法，其特征在于，助剂金属前驱体包括含有助剂金属元素的硝酸盐或可溶性有机酸盐。
6.根据权利要求5所述的cao基双功能材料的制备方法，其特征在于，所述助剂金属元素为zr、c...
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