一种碱金属掺杂碳基吸附剂、制备方法及其应用技术

技术编号：40533397 阅读：33 留言：0更新日期：2024-03-01 13:54

本发明专利技术提供一种碱金属掺杂碳基吸附剂、制备方法及其应用，制备方法包括以下步骤：S1、将去离子水、甲醇、碱金属离子前驱体和环糊精加入球磨罐中进行球磨混合，经洗涤后，得到碱金属基环糊精有机框架材料；S2、将碱金属基环糊精有机框架材料在惰性气氛或真空条件下进行高温热处理，得到碱金属掺杂碳基吸附剂。本发明专利技术将碱金属离子前驱体和环糊精通过配位自组装形成规整多孔结构的碱金属基环糊精有机框架材料，并利用其原子级分散的碱金属离子为高效原位活化剂和碱性吸附位，进而获得吸附位高度分散、织构参数极大提升的碱金属掺杂碳基吸附剂，对低浓度二氧化碳展现出吸附容量大、吸附速率快、易再生、循环稳定性高的优势。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于二氧化碳吸附捕集，特别是涉及一种碱金属掺杂碳基吸附剂、制备方法及其应用。

技术介绍

1、随着全球温室效应的加剧，碳减排成为全球共识。二氧化碳捕集利用与封存(ccus)成为大规模碳减排以及化石能源低碳化利用的关键技术途径，然而，二氧化碳的捕集成本约占整个ccus流程的70％，严重制约ccus的规模化应用，因此，低成本二氧化碳捕集是未来ccus技术推广应用的关键瓶颈。相比工业上，目前使用的“第一代”有机胺溶液吸收法，基于多孔材料的固体吸附法因吸附剂寿命长、再生能耗低、过程操作简单等优势有望大幅降低捕集成本，成为“第二代”碳捕集技术，关键在于高效吸附剂的研制。

2、多孔碳材料因孔隙发达、表面积大、孔道易修饰、热稳定性高、耐酸碱、成本低廉、来源丰富等优点在二氧化碳吸附分离领域具有巨大应用潜力。然而，碳材料因表面非极性、吸附位点少等缺点对二氧化碳的吸附性能和吸附选择性较低。在碳材料中引入碱性的碱金属物种能够有效改善碳材料的表面极性和增加碱性吸附位点的数量，从而显著提升多孔碳材料对低浓度二氧化碳的吸附性能。现有碱金属改性碳...

【技术保护点】

1.一种碱金属掺杂碳基吸附剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的碱金属掺杂碳基吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述碱金属离子前驱体为含有碱金属离子的盐或碱；其中，所述碱金属离子包括锂、钠、钾、铷、铯中的一种或组合。

3.根据权利要求1所述的碱金属掺杂碳基吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的一种或组合。

4.根据权利要求2所述的碱金属掺杂碳基吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述碱金属离子前驱体为含有钾金属离子的盐或碱。