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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及吸附剂制备,具体涉及阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型方法及应用。
技术介绍
1、大气中二氧化碳的浓度不断上升,被公认为是全球气候变暖的重要原因,同时二氧化碳作为一种人体代谢废气,对人体健康也存在一定影响,研究表明,人所处空间内二氧化碳的浓度达1%时人会感到气闷、反应速度变慢,到达2%时人会有眩晕感、呼吸加快,到达3%以上时会对人体机能造成损害,危害生命健康。碳捕集技术是目前控制二氧化碳排放与浓度有效措施之一,常用的方法有吸收法、膜分离法、物理吸附法,其中吸附法能耗低、可循环使用、工艺简单是控制二氧碳浓度较为理想的方法。
2、吸附法的关键在于吸附剂,常用的吸附剂有沸石分子筛、碳基吸附剂、金属有机骨架(mofs)、固体胺吸附剂等。目前一些工业尾气以及密闭空间中人体产生二氧化碳分压和浓度较低,大部分吸附剂在二氧化碳低分压下吸附量低,如何制备能够有效的捕集低分压、低浓度的二氧化碳的吸附剂成为当下人类急需解决的难题。阴离子杂化金属有机骨架作为目前吸附剂研究热点,具有周期性网状结构晶体吸附剂,吸附选择比大,低分吸附量高,但金属有机骨架通常为粉末状吸附剂,应用时会造成吸附床阻力大,吸附管路堵塞问题。因此将吸附材料制备成具有一定形状和尺寸的吸附剂是一种有效解决方法。
3、通常在吸附剂成型工艺中,需要添加粘结剂,保证成型后的吸附剂机械强度,但大部分粘结剂本身不具备吸附性,因此会降低吸附剂的吸附性能,同时还需要进高温煅烧,能耗较高。此外,现有多数吸附剂成型工艺流程较为复杂,吸附剂成型后吸附性能下降。因此开发能耗
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、鉴于现有技术的上述缺点、不足,本专利技术的目的在于提供一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型制备方法及应用,其目的是解决现有金属有机骨架吸附剂成型方法所存在的有效吸附剂含量较低、工艺复杂、能耗高、吸附性能较差等问题。
3、(二)技术方案
4、为达到上述目的,本专利技术采用的主要技术方案包括
5、第一方面,本专利技术提供一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型制备方法,包括步骤:
6、s1.将镍盐、六氟硅酸铵和吡嗪溶于水中,并进行搅拌,使之浆化;
7、s2.将“s1”所得浆化产物进行离心、过滤、洗涤以及干燥得到晶体沉淀物,然后将所述晶体沉淀物浸泡在有机溶剂中进行交换得晶体沉淀物;
8、s3.将“s2”所得的晶体沉淀物干燥得到阴离子杂化金属有机框架吸附剂粉末;
9、s4.将“s3”所得阴离子杂化金属有机框架吸附剂粉末溶于有机溶剂中并搅拌成吸附剂浆液,之后向所述吸附剂浆液中加入五元杂环聚合物进行混合并继续搅拌得混合浆液;
10、s5.将“s4”所得混合浆液进行离心得到混合沉淀物并将沉淀物真空干燥得到成型的阴离子杂化金属有机框架吸附剂。
11、可选的,步骤“s1”中镍盐为六水合硝酸镍,其中:镍离子、氟硅酸根离子及吡嗪的摩尔比为1:1:2-4。
12、可选的,步骤“s1”中搅拌温度为室温,搅拌时间为24-48h。
13、可选的,步骤“s2”中洗涤液为无水甲醇,交换有机溶剂为无水甲醇,交换时间为12-48h,干燥温度为室温下干燥2-6h。
14、可选的,步骤“s3”中干燥温度为100-140℃,干燥时间为24-48h。
15、可选的,步骤“s4”中有机溶剂为无水甲醇或无水乙醇,向所述吸附剂浆液中加入的五元含氮杂环聚合物时,所述五元含氮杂环聚合物与吸附剂质量比为:1~3:4~37。
16、可选的,步骤“s5”中干燥温度为100-140℃,干燥时间为24-48h。
17、第二方面,本专利技术还提供一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂,该吸附剂由上述的方法制备而成。
18、第三方面,本专利技术还提供一种如第二方面所述的阴离子杂化金属有机框架吸附剂的应用。
19、可选的,该阴离子杂化金属有机框架吸附剂用于吸附低浓度二氧化碳。
20、(三)有益效果
21、本专利技术提供一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型制备方法及应用,在阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型制备过程中,其以sifsix-3-ni吸附剂、五元杂环聚合物为原料,将两者混合搅拌,利用五元杂环聚合物的网络结构将sifisix-3-ni吸附剂粉末包裹起来,经离心、干燥处理得到成型的阴离子杂化金属有机框架吸附剂,即颗粒状吸附剂,并应用于吸附低浓度二氧化碳。与现有的吸附剂成型方法相比,该方法中使用的五元杂环聚合物对sifsix-3-ni吸附剂进行包裹,相较于以往的粘结剂成型的方式,其减少了sifsix-3-ni吸附剂吸附性能的损失,大大提高了吸附性能,同时,本专利技术成型的阴离子杂化金属有机框架吸附剂在制备过程中无需机械压缩和高温煅烧等步骤,使得制备成的阴离子杂化金属有机框架吸附剂在保留了sifsix-3-ni吸附剂良好的吸附性能的前提下,能耗更低,操作更加简单便捷,也大大节约了制备成本,并且制备而成的阴离子杂化金属有机框架吸附剂不会破坏sifsix-3-ni吸附剂本身的晶体结构,具有良好的实际应用前景。
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1.一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型制备方法,其特征在于:包括步骤:
2.根据权利要求1所述一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型制备方法,其特征在于:步骤“S1”中镍盐为六水合硝酸镍,其中:镍离子、氟硅酸根离子及吡嗪的摩尔比为1:1:2-4。
3.根据权利要求1所述一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型制备方法,其特征在于:步骤“S1”中搅拌温度为室温,搅拌时间为24-48h。
4.根据权利要求1所述一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型制备方法,其特征在于:步骤“S2”中洗涤液为无水甲醇,交换有机溶剂为无水甲醇,交换时间为12-48h,干燥温度为室温下干燥2-6h。
5.根据权利要求1所述一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型制备方法,其特征在于:步骤“S3”中干燥温度为100-140℃,干燥时间为24-48h。
6.根据权利要求1所述一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型制备方法,其特征在于:步骤“S4”中有机溶剂为无水甲醇或无水乙醇,向所述吸附剂浆液中加入的五元含氮杂环聚合物时,所述五元含氮杂环聚合物与吸附剂质量比为:
7.根据权利要求1所述一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂制备方法,其特征在于:步骤“S5”中干燥温度为100-140℃,干燥时间为24-48h。
8.一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂,其特征在于:所述吸附剂由权利要求1-7中任意一项所述的方法制备而成。
9.一种如权利要求8所述的阴离子杂化金属有机框架吸附剂的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于:所述阴离子杂化金属有机框架吸附剂用于吸附低浓度二氧化碳。
...【技术特征摘要】
1.一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型制备方法,其特征在于:包括步骤:
2.根据权利要求1所述一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型制备方法,其特征在于:步骤“s1”中镍盐为六水合硝酸镍,其中:镍离子、氟硅酸根离子及吡嗪的摩尔比为1:1:2-4。
3.根据权利要求1所述一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型制备方法,其特征在于:步骤“s1”中搅拌温度为室温,搅拌时间为24-48h。
4.根据权利要求1所述一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型制备方法,其特征在于:步骤“s2”中洗涤液为无水甲醇,交换有机溶剂为无水甲醇,交换时间为12-48h,干燥温度为室温下干燥2-6h。
5.根据权利要求1所述一种阴离子杂化金属有机框架吸附剂成型制备方法,其特征在于:步骤“s3”中干燥温度为100-14...
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