用于CO2捕集的吸附制品制造技术

公开了一种吸附制品，该吸附制品包含具有限定开放通道的多孔通道壁的基材、以及分布在多孔通道壁表面上的有机-无机混合吸附材料；其中吸附材料是由氨基官能化烷氧基硅烷和聚胺得到，并且在多孔通道壁的内部形成CO2吸附位点。该制品可用于例如从气体中除去CO2。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于CO2捕集的吸附制品相关申请的交叉引用本申请要求于2011年2月28日提交的美国临时专利申请序列号61/447,341以及于2011年5月19日提交的美国专利申请序列号13/111,360的优先权，本文是基于这些专利申请的内容并且它们的全部内容以参考的方式并入本文中。
本公开总体上涉及吸附制品，这些吸附制品包含由官能化烷氧基硅烷和聚胺所得到的有机-无机吸附材料。这些吸附制品可用于例如从气流中除去CO2。
技术介绍
许多工业过程(例如煤气化、生物质气化、烃的蒸汽重整、天然气的部分氧化等过程)产生包含例如CO2的气流。主要的问题是上述CO2导致温室效应。因此，希望从这些气体混合物中除去或捕集CO2。
技术实现思路
本文中公开了一种用于从气体中除去CO2的吸附制品，该吸附制品包括包含限定开放通道的多孔通道壁的基材、以及分布在多孔通道壁表面上的有机-无机吸附材料；其中吸附材料是由氨基官能化烷氧基硅烷和硅烷化聚胺得到，其中吸附材料的存在量等于或大于10g/l，其中至少部分的吸附材料存在于多孔通道壁中并且在多孔通道壁的内部形成CO2吸附位点。本文中还公开了一种用于从气体中除去CO2的吸附制品，该吸附制品包括包含限定开放通道的多孔通道壁的基材、以及分布在多孔通道壁表面上的有机-无机吸附材料；其中吸附材料是由环氧化物官能化烷氧基硅烷和聚胺得到，其中吸附材料的存在量等于或大于10g/l，其中至少部分的吸附材料存在于多孔通道壁中并且在多孔通道壁的内部形成CO2吸附位点。本文还公开了一种从流体中除去CO2的方法，该方法包括使上述吸附制品与包含CO2的流体流接触。该方法还可包括从吸附制品中释放出至少一部分的所吸附CO2。在方面(1)，本公开提供一种用于从气体中除去CO2的吸附制品，该吸附制品包括包含限定开放通道的多孔通道壁的基材、以及分布在多孔通道壁表面上的有机-无机混合吸附材料；其中吸附材料是由氨基官能化烷氧基硅烷和硅烷化聚胺得到；其中吸附材料的存在量等于或大于10g/l；并且其中至少部分的吸附材料存在于多孔通道壁中并且在多孔通道壁的内部形成CO2吸附位点。在方面(2)，本公开提供方面(1)的制品，其中吸附材料包括SPEI-二氧化硅材料。在方面(3)，本公开提供方面(1)或(2)的制品，其中基材呈蜂窝形状。在方面(4)，本公开提供方面(1)-(3)中任一方面的制品，其中通道壁的孔隙率为大于60%。在方面(5)，本公开提供方面(1)-(4)中任一方面的制品，其中吸附材料能够在一个温度下捕集CO2并且在更高的温度下释放出CO2。在方面(6)，本公开提供一种用于从气体中除去CO2的吸附制品，该制品包括包含限定开放通道的多孔通道壁的基材、以及分布在多孔通道壁表面上的有机-无机混合吸附材料；其中吸附材料是由环氧化物官能化烷氧基硅烷和聚胺得到；其中吸附材料的存在量等于或大于10g/l；其中至少部分的吸附材料存在于多孔通道壁中并且在多孔通道壁的内部形成CO2吸附位点；并且其中吸附材料能够在一个温度下捕集CO2而在更高温度下释放出CO2。在方面(7)，本公开提供方面(6)的制品，其中聚胺是硅烷化聚胺。在方面(8)，本公开提供方面(6)的制品，其中聚胺是非硅烷化聚胺。在方面(9)，本公开提供方面(8)的制品，其中吸附材料是在氨基官能化烷氧基硅烷存在下由环氧化物官能化烷氧基硅烷和非硅烷化聚胺得到。在方面(10)，本公开提供方面(6)的制品，其中吸附材料包括SPEI-二氧化硅材料。在方面(11)，本公开提供方面(6)-(10)中任一方面的制品，其中基材呈蜂窝形状。在方面(12)，本公开提供方面(6)-(10)中任一方面的制品，其中通道壁的孔隙率为大于60%。在方面(13)，本公开提供一种从流体中除去CO2的方法，该方法包括使方面(1)或(6)的制品与包含CO2的流体流接触。在方面(14)，本公开提供方面(13)的方法，还包括从吸附制品中释放出至少一部分的所吸附CO2。在方面(15)，本公开提供一种包含形成入蜂窝状体中的有机-无机混合吸附材料的制品。在方面(16)，本公开提供一种包含分散在液体中的有机-无机混合吸附材料的制品。在接下来的详细说明中将陈述本专利技术的其它特征和优点，本领域技术人员基于该说明或者通过实施书面描述及其权利要求以及附图中所描述的实施方式将容易地理解或者认识这些特征和优点。应当理解的是，前面的概述和下面的详细说明仅仅是示例性的，旨在提供用以理解权利要求的本质和特征的概述或框架。本文中所包含的附图提供进一步的理解，并且被并入本文中构成本说明书的一部分。这些附图说明了一个或多个实施方式，并且连同说明部分用来解释各种实施方式的原理和操作。附图说明图1是有机-无机混合吸附剂的一个实施方式的示意图。图2示出了根据本文中所公开一个实施方式的CO2吸附和脱附。图3示出了根据本文中所公开一个实施方式的CO2吸附和脱附。图4示出了根据本文中所公开一个实施方式的CO2的脱附峰。具体实施方式本文中公开了一种吸附制品，该吸附制品包括包含限定开放通道的多孔通道壁的基材、以及分布在多孔通道壁表面上的有机-无机混合吸附材料；其中吸附材料是由氨基官能化烷氧基硅烷和硅烷化聚胺得到，其中吸附材料的存在量等于或大于10g/l，其中至少部分的吸附材料存在于多孔通道壁中并且在多孔通道壁的内部形成CO2吸附位点。本文中还公开了用于从气体中除去CO2的吸附制品，该吸附制品包括包含限定开放通道的多孔通道壁的基材、以及分布在多孔通道壁表面上的有机-无机吸附材料；其中吸附材料是由环氧化物官能化烷氧基硅烷和聚胺得到，其中吸附材料的存在量等于或大于10g/l，其中至少部分的吸附材料存在于多孔通道壁中并且在多孔通道壁的内部形成CO2吸附位点。本文中公开的吸附制品可用于例如从气体中除去CO2。在各实施方式中，有机-无机混合吸附剂是硅烷化聚胺。有机-无机混合吸附剂可包含氨基官能团，从而使这些吸附剂能够用于吸附气体(例如CO2)。有机-无机混合吸附剂的各实施方式具有硅烷化聚胺聚合物的网络，在该网络中无机部分与有机聚合物相连接。结果获得具有均匀填充密度和显微结构均匀性的有机-无机混合吸附剂，该吸附剂能够从各气体的混合物中有效地捕集CO2。包含硅烷化聚胺的溶胶通过采用溶胶-凝胶法的硅烷基团的聚合而有助于形成具有均匀密度和显微结构均匀性的吸附剂，同时氨基部分提供用于捕集CO2的官能团。在各实施方式中，本文中所公开方法提供一种高效且有成本效益的用于制造有机-无机混合吸附剂的工艺。溶胶-凝胶法是本领域公知的湿法化学技术。溶胶-凝胶法开始于化学溶液或悬浮液，即用作一体化网络的前驱体的“溶胶”、或者网络聚合物的“凝胶”。溶胶具有单体单元(即，硅烷化聚胺)并且也可具有采用溶液形态或者亚微米颗粒的悬浮液形态的最终凝胶中的其它期望成分。溶胶-凝胶法是动态过程，其中缩聚是在溶胶中开始并且行进到凝胶点。在凝胶点，聚合的程度相当大以致不能被倾倒。在凝胶点之前浇注或沉积溶胶，在浇注或沉积溶胶之后(尤其是当溶胶开始干燥且溶胶变浓时)缩聚继续进行到凝胶点。缩聚可继续进行而超过凝胶点，从而形成更硬的凝胶。在一些实施方式中，通过将硅烷化聚胺添加到水性溶剂中而制备溶胶。硅烷化聚胺可以是具有连接在聚胺内任何部位的至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从气体中除去CO2的吸附制品，所述制品包括：基材，所述基材包含限定开放通道的多孔通道壁；以及有机?无机混合吸附材料，所述混合吸附材料分布在所述多孔通道壁的表面上；其中所述吸附材料是由氨基官能化烷氧基硅烷和硅烷化聚胺得到；其中所述吸附材料的存在量等于或大于10g/l；其中至少部分的所述吸附材料存在于所述多孔通道壁中并且在所述多孔通道壁的内部形成CO2吸附位点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.28 US 61/447,341;2011.05.19 US 13/111,3601.一种用于从气体中除去CO2的吸附制品，所述制品包括：基材，所述基材包含限定开放通道的多孔通道壁；以及有机-无机混合吸附材料，所述混合吸附材料分布在所述多孔通道壁的表面上；其中所述吸附材料是由氨基官能化烷氧基硅烷和硅烷化聚胺得到；其中所述吸附材料的存在量等于或大于10g/l；其中至少部分的所述吸附材料存在于所述多孔通道壁中并且在所述多孔通道壁的内部形成CO2吸附位点；其中所述有机-无机混合吸附材料具有显微结构均匀性。2.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述吸附材料包括硅烷化聚乙烯亚胺(SPEIm)。3.如权利要求1或2所述的制品，其特征在于，所述基材呈蜂窝形状。4.如权利要求1或2所述的制品，其特征在于，所述通道壁的孔隙率为大于60％。5.如权利要求1或2所述的制品，其特征在于，所述吸附材料能够在一个温度下捕集CO2并且在更高的温度下释放出CO2。6.一种用于从气体中除去CO2的吸附制品，所述制品包括：基材，所述基材包含限定开放通道的多孔通道壁；以及有机-无机...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋大跃，宋真，王建国，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：
国别省市：