【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，属于废气吸附材料。
技术介绍
1、在许多工业环境需要吸附废气中的二氧化碳，以减少对大气的排放和满足环境法规的要求。如燃煤、燃气或石油发电厂吸附废气中的二氧化碳可以帮助减少温室气体排放，并符合环保要求。许多化工厂吸附废气中的二氧化碳可以减少对大气的排放，降低化工厂的碳足迹。吸附废气中的二氧化碳不仅可以减少对环境的影响，还可以为企业节约能源和资源，实现可持续发展。而吸附剂上吸附的二氧化碳经过脱吸附释放后，又可以得到较纯净的二氧化碳，这些纯净的二氧化碳又有着广泛的应用。
2、目前已经开发出一些用于吸附二氧化碳的变压吸附剂，如mof-177金属有机骨架，能够较高选择性的吸附二氧化碳。但是mof材料的合成和制备成本相对较高，不利于工业上的大规模应用。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供制备成本低的、高效的微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3、1）将模板剂与氧化铝前驱体按质量比30~40:100混合后制成球体，经过热处理得到多孔结构的氧化铝球；
4、2）将氨基硅烷溶解在溶剂中，与氧化铝球进行浸渍，滤出氧化铝球后经过干燥和固化处理即得。
5、本专利技术的氧化铝球具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构，可以提供更多的吸附位点和通道，有利于
6、优选的，上述制备方法中，步骤1）中所述的模板剂为聚苯乙烯与聚丙烯酸按质量比30~45:55~70的复合模板剂。聚苯乙烯具有良好可溶性，可以与氧化铝前驱体混合形成混合体系，聚丙烯酸作为分散剂和稳定剂，可以帮助聚苯乙烯均匀分散在氧化铝前驱体中，进一步促进孔道的形成。通过调节聚苯乙烯和聚丙烯酸的配比和处理条件，来控制氧化铝球的孔径和孔隙结构。同时，聚丙烯酸的添加可以改变氧化铝球的表面电荷，影响了孔道的形成和孔隙结构的分布。聚苯乙烯与氧化铝前驱体的混合体系可以形成较稳定的乳液或胶体，有利于成型过程的稳定性，聚丙烯酸作为分散剂和稳定剂，可以增加体系的黏度和分散性，防止颗粒的沉淀和聚集，从而提高成型的稳定性。容易通过热处理去除，留下空心结构或多孔结构的氧化铝球，相对简单。
7、优选的，上述制备方法中，步骤1）中所述的氧化铝前驱体为γ-al2o3纳米粉体，所述的γ-al2o3纳米粉体为纤维状。采用纤维状的γ-al2o3纳米粉体作为氧化铝前驱体，使用纤维状的γ-al2o3纳米粉体作为氧化铝前驱体有利于形成连续的孔道结构，这些孔道可以提供更多的吸附位点和通道，有利于二氧化碳等在多孔氧化铝球内的扩散和吸附。
8、优选的，上述制备方法中，步骤1）中所述混合为：先向模板剂与氧化铝前驱体进行干混，混合均匀后再加入模板剂质量3%~5.5%的水进行混合，混合均匀后利用滚球机制成粒径2mm~5mm球体。模板剂与氧化铝前驱体的混合种加入少量的水，不但能促进成球时的粘结，这部分水还能在烘干过程中缓慢气化，为球体预留下微通道，这些微通道作为热处理过程中模板剂的挥发通道，能有效的防止发生炸裂，提高成型率。
9、优选的，上述制备方法中，步骤1）中所述的热处理为：将所述球体烘干后进行焙烧，焙烧温度在305℃~310℃。本专利技术选择的复合模板剂的两种组成的热分解温度接近。优选的焙烧温度能使两种组分以适宜的速率从球体中分离，从而保证成型率。
10、优选的，上述制备方法中，所述的烘干温度为70℃~80℃。所述的焙烧从室温至焙烧温度的升温速率为25℃/h~30℃/h。通过烘干速率来控制水的气化速率，为球体预留下微通道的同时防止出现裂纹，提高成型率的同时尽可能的保证球体的强度。焙烧时控制升温速率，氧化铝球随温度的升高，自身也会逐渐提高强度，焙烧过程应在氧化铝球具有足够的强度前减少热膨胀。优选的升温速率，能有效的减少不同材料的热膨胀导致的球体炸裂。
11、优选的，上述制备方法中，步骤2）中所述的氨基硅烷为n-(2-氨乙基-3-氨丙基)三甲氧基硅烷或3-氨丙基三甲氧基硅烷。优选的氨基硅烷固化在氧化铝球孔道中后，能更好的增强对二氧化碳吸附的选择性。更优选的，所述的氨基硅烷为n-(2-氨乙基-3-氨丙基)三甲氧基硅烷。n-(2-氨乙基-3-氨丙基)三甲氧基硅烷不但与氧化铝球的固化牢固、稳定，且自身含有氨乙基、氨丙基两个氨基基团，固化后氨基密度更高，对二氧化碳的吸附时饱和度更大。
12、优选的，上述制备方法中，步骤2）中所述的溶剂为甲醇、乙醇或二甲基甲酰胺（dmf）。更优选的，所述的溶剂为dmf。乙醇和甲醇对大多数氨基硅烷具有良好的溶解性，易于获取和处理。dmf对氨基硅烷具有良好的溶解性，可以提供较高的溶解度和溶解速度
13、优选的，上述制备方法中，步骤2）中所述的浸渍为将氧化铝球在氨基硅烷溶液中浸泡18h~24h，所述的氨基硅烷溶液的质量浓度为50%~60%。优选的氨基硅烷溶液的质量浓度既保证溶液良好的流动性和浸润性，又能保证氧化铝球上具有足够的氨基附着密度。
14、优选的，上述制备方法中，步骤2）中所述的固化处理采用热固化法：将浸渍后的氧化铝球在50℃~80℃进行烘焙，控制烘焙时间为5h~6h。优选的固化温和时间下，能够在尽量保证固化速率的同时避免过高的温度导致材料热分解或其他不良效果。
15、与现有技术相比，本专利技术的一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法具有以下有益效果：本专利技术使用微孔结构的氧化铝球作为吸附剂主体，将其与氨基硅烷浸渍和固化处理后，得到用于吸附二氧化碳的吸附剂，本专利技术通过热处理制备的氧化铝球具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构，可以提供更多的吸附位点和通道，有利于二氧化碳分子在吸附剂表面的扩散和吸附。选用氧化铝作为主体，具有较好的化学稳定性，能够在各种环境条件下长期使用中保持较高的吸附性能。固化的氨基具有一对孤对电子，能增强吸附剂与二氧化碳之间的相互作用力，提高了吸附选择性。
16、本吸附剂在使用时应尽量在此吸附之前用其它设备脱除待处理气体中的其它酸性气体。
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1.一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述的模板剂为聚苯乙烯与聚丙烯酸按质量比30~45:55~70的复合模板剂。
3.根据权利要求1所述一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述的氧化铝前驱体为γ-Al2O3纳米粉体，所述的γ-Al2O3纳米粉体为纤维状。
4.根据权利要求1所述一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述混合为：先向模板剂与氧化铝前驱体进行干混，混合均匀后再加入模板剂质量3%~5.5%的水进行混合，混合均匀后利用滚球机制成粒径2mm~5mm球体。
5.根据权利要求1所述一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述的热处理为：将所述球体烘干后进行焙烧，焙烧温度在305℃~310℃。
6.根据权利要求5所述一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，所述的烘干温度为70℃~80℃。所述的焙烧从室温至焙烧温度的升温速
7.根据权利要求1所述一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述的氨基硅烷为N-(2-氨乙基-3-氨丙基)三甲氧基硅烷。
8.根据权利要求1所述一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述的溶剂为甲醇、乙醇或DMF二甲基甲酰胺。
9.根据权利要求1所述一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述的浸渍为将氧化铝球在氨基硅烷溶液中浸泡18h~24h，所述的氨基硅烷溶液的质量浓度为50%~60%。
10.根据权利要求1所述一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述的固化处理采用热固化法：将浸渍后的氧化铝球在50℃~80℃进行烘焙，控制烘焙时间为5h~6h。
...【技术特征摘要】
1.一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述的模板剂为聚苯乙烯与聚丙烯酸按质量比30~45:55~70的复合模板剂。
3.根据权利要求1所述一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述的氧化铝前驱体为γ-al2o3纳米粉体，所述的γ-al2o3纳米粉体为纤维状。
4.根据权利要求1所述一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述混合为：先向模板剂与氧化铝前驱体进行干混，混合均匀后再加入模板剂质量3%~5.5%的水进行混合，混合均匀后利用滚球机制成粒径2mm~5mm球体。
5.根据权利要求1所述一种微孔结构变压吸附用吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述的热处理为：将所述球体烘干后进行焙烧，焙烧温度在305℃~310℃。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：王雨臣，王明，刘克勇，
申请(专利权)人：上海钰桀催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：
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