本发明专利技术是一种碱金属功能化介孔氧化铝基低温CO2吸附剂的制备方法：（1）将Pluronic三嵌段共聚物P123、F127或其混合物在室温下充分搅拌溶解于乙醇中；（2）向上述溶液中加入柠檬酸，室温下充分搅拌使其溶解后再加入硝酸铝、氯化铝或它们的混合物，充分搅拌溶解得透明溶液；（3）将该溶液恒温蒸发后得到介孔氧化铝—P123或F127的复合材料原粉，将该原粉焙烧后得到介孔氧化铝；（4）在室温下用碱金属盐溶液浸渍所制备的介孔氧化铝，并依次经干燥、焙烧等步骤制得所述的碱金属功能化介孔氧化铝基复合吸附剂。本发明专利技术具有原料廉价、条件温和以及所制得的吸附剂在低温下对CO2具有优异的再生循环使用性能等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种碱金属功能化介孔氧化铝基低温CO2吸附剂的制备方法
本专利技术属于介孔氧化铝复合材料的制备和吸附应用领域，具体地说是一种用于CO2吸附的碱金属功能化的介孔氧化铝基复合吸附剂的制备方法。
技术介绍
近年来，“温室效应”引起的气候变暖已成为一个全球性环境问题，而化石燃料燃烧产生的CO2是导致全球变暖的主因。CO2的捕获和储存被视为温室气体减排的最有效手段之一，目前CO2的捕获分离方法主要有溶剂吸收法、膜分离法和多孔固体吸附法等。溶剂吸收法可以很好地实现CO2的分离，但能耗大、费用高、对设备腐蚀严重；膜分离法中的膜材质主要是高分子聚合物，此类材料不仅再生性能较差，而且高温下易于分解，限制了其应用；多孔固体吸附法较容易实现吸附-脱附循环过程，采用的吸附剂包括碳(基)材料、沸石、金属有机框架化合物、金属氧化物和水滑石类化合物等，通过引入碱性组分对其进行修饰或改性，提高其表面碱性位数量和碱强度是提高弱酸性气体CO2吸附容量的有效方法。CN102698704A公开了一种用于CO2和Cr(VI)吸附的Na-、K-功能化介孔氧化铝基复合吸附剂的一锅液相制备方法:首先将硝酸铝、氯化铝或其混合物溶液与P123、F127和F108等Pluronic三嵌段共聚物溶液充分混合，然后在缓慢搅拌下逐滴加入碳酸钠、碳酸钾或其混合物溶液，经溶剂蒸发诱导自组装、蒸馏水和无水乙醇洗涤、干燥和煅烧制得Na-、K-功能化的介孔氧化铝基复合材料；或者由水热法制备，即用碳酸盐溶液沉淀铝盐的Pluronic三嵌段共聚物溶液后，将沉淀体系进行水热处理，水热产物依次经蒸馏水和无水乙醇洗涤、干燥和煅烧后，制得Na-、K-功能化的介孔氧化铝基复合材料。其中，F127辅助溶剂蒸发诱导自组装制备的Na-功能化介孔Y -Al2O3基复合材料在室温下对CO2的吸附量可达1.4mmol/g。CN102284273A公开了一种复合型介孔硅/有机质CO2吸附剂的制备方法和应用，该方法首先制备出介孔分子筛MCF和SBA-15，然后采用浸溃法在介孔材料表面负载聚乙烯亚胺、四乙烯五胺和聚乙二醇等有机改性物质，以提高吸附剂对CO2的吸附选择性和多次吸脱附的稳定性。CN202803106U公开了一种钙基吸附剂及其循环使用捕集CO2的装置，整个系统封闭循环，钙吸收剂和水实现循环利用，设备结构紧凑，投资运行强度小。但在吸附剂再生阶段需要隔绝空气并且在1000?1400°C的高温下煅烧碳酸钙，再生条件苛刻且能耗太闻。Jaroniec 等人(Morris S.M., Fulvio P.F., Jaroniec M.0rdered mesoporousalumina-supported metal oxides.J.Am.Chem.Soc.2008, 130, 15210-15216)以 Pluronic三嵌段共聚物P123为结构导向剂，采用溶胶一凝胶法制备出了氧化铝负载型Ni0、Mg0、CaO、TiO2和Cr2O3等有序介孔复合金属氧化物。但其制备过程中使用有毒且价格昂贵的有机醇铝作为铝源，挥发性硝酸作为酸性调节剂，这与当前绿色化学倡导采用无毒、无害原料的理念不符。Yuan 等人(Q.Yuan, H.H.Duan, L.L.Li, Z.X.Li, ff.T.Duan, L.S.Zhang, ff.G.Song, C.H.Yan.Homogeneous dispersed ceria nanocatalyst stabilized withordered mesoporous alumina.Adv.Mater.2010, 22, 1475-1478)进一步以廉价且无毒的硝酸铝为无机铝源、柠檬酸为酸性调节剂、硝酸铈为铈源，采用溶剂蒸发诱导自组装法制备出高分散铈掺杂的有序介孔氧化铝基复合纳米催化材料。综上，开发制备方法简便、条件温和、原料廉价且无毒的功能化介孔氧化铝基复合CO2吸附材料，具有重要的科学价值和良好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:提供一种可以在相对较温和的条件下，制得热稳定性优异的碱性介孔氧化铝基复合吸附剂的制备方法，所制备的产物在低温下对主要温室气体CO2具有良好的吸附性能，再生后还能循环使用。本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案:首先，将Pluronic三嵌段共聚物P123、F127或它们的混合物在室温下充分搅拌溶解于乙醇中；其次，向上述溶液中按Pluronic三嵌段共聚物和柠檬酸的质量配比为1:0.84加入柠檬酸，室温下搅拌充分溶解后再按Pluronic三嵌段共聚物和无机铝盐的质量配比为1: (2.41-3.75)加入无机铝盐，充分搅拌溶解得透明溶液；再次，将该溶液在干燥箱中恒温蒸发一定时间得到介孔氧化铝一P123或F127的复合材料原粉，将该原粉在一定温度下焙烧一定时间得介孔氧化铝；最后，在室温下用一定浓度的碱金属盐溶液浸溃所制备的介孔氧化铝，并依次经干燥、焙烧制得所述的碱金属功能化介孔氧化铝基复合吸附剂。其特征在于所述的无机铝盐为硝酸铝、氯化铝或它们的混合物。所述的恒温蒸发温度为50?70°C，时间为24?48h。所述的焙烧的工艺条件为:空气气氛下静态焙烧，焙烧温度为400?700°C，焙烧时间为3?6h。所述的浸溃工艺条件为:等体积浸溃或过量溶液浸溃，浸溃时间为12?24h。所述的碱金属盐溶液为:硝酸钾溶液、硝酸钠溶液、碳酸钠溶液、碳酸钾溶液或它们的混合物，其浓度为0.1?3.0mol/Lo所述浸溃后样品干燥的工艺条件为:干燥温度为100?120°C，干燥时间为6?12h。所述干燥后样品焙烧的工艺条件为:空气气氛下静态焙烧，焙烧温度400?700°C，焙烧时间3?6h。本专利技术具有以下主要优点:(I)制备条件温和，原料廉价，避免采用价格昂贵并且有毒的有机醇铝为铝源；(2)所制备的介孔Y-Al2O3具有均一有序的孔道，碱金属功能化后所制备的介孔Y-Al2O3基复合吸附剂具有蠕虫状的介孔孔道。(3)所制备的介孔Y -Al2O3基复合吸附剂能在较低温度下再生(将吸附CO2后的样品在美国麦克公司生产的新一代TriStar II 3020型吸附分析仪的脱气装置上于100°C、真空条件下脱气4h，即可完成再生实验)，并且循环使用能较好(样品连续循环第3次时其对CO2的吸附量为1.07mmol/g，约为第一次1.13mmol/g CO2吸附量的95%)。【附图说明】图1为实施例1?6所制备的碱金属功能化介孔Y -Al2O3基复合吸附剂和介孔Y-Al2O3载体在室温下对CO2的吸附曲线。图2为实施例1所制备的碱金属功能化介孔Y-Al2O3基复合吸附剂在室温下对CO2的循环吸附曲线。图3为介孔Y -Al2O3载体的TEM图谱。图4为实施例1所制备的碱金属功能化介孔Y -Al2O3基复合吸附剂的TEM图谱。【具体实施方式】下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明，这些实施例仅仅是对本专利技术较佳实施方式的描述，但并不局限于下面所述内容。实施例1:首先，在室温下将1.0g P123充分搅拌溶解于20ml乙醇中。接着，加入0.84g柠檬酸，在室温下搅拌使其充分溶解。然后，加入3.75g A1(N03)3*9H20，室温下充分搅拌使其溶解得透明溶液。将上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碱金属功能化介孔氧化铝基低温CO2吸附剂的制备方法，其特征是包括以下步骤：（1）将Pluronic三嵌段共聚物P123、F127中的一种或它们的混合物在室温下充分搅拌溶解于乙醇中；（2）向上述溶液中按Pluronic三嵌段共聚物和柠檬酸的质量配比为1:0.84加入柠檬酸，室温下搅拌充分溶解后再按Pluronic三嵌段共聚物和无机铝盐的质量配比为1:（2.41?3.75）加入无机铝盐，室温下充分搅拌溶解得透明溶液；（3）将所述透明溶液恒温蒸发得到介孔氧化铝—P123或F127的复合材料原粉，然后经焙烧得到介孔氧化铝；（4）在室温下用碱金属盐溶液浸渍所制备的介孔氧化铝，再经干燥、焙烧步骤制得所述的碱金属功能化介孔氧化铝基复合吸附剂。
【技术特征摘要】
1.一种碱金属功能化介孔氧化铝基低温CO2吸附剂的制备方法，其特征是包括以下步骤: (1)将Pluronic三嵌段共聚物P123、F127中的一种或它们的混合物在室温下充分搅拌溶解于乙醇中； (2)向上述溶液中按Pluronic三嵌段共聚物和柠檬酸的质量配比为1:0.84加入柠檬酸，室温下搅拌充分溶解后再按Pluronic三嵌段共聚物和无机铝盐的质量配比为1:(2.41-3.75)加入无机铝盐，室温下充分搅拌溶解得透明溶液； (3)将所述透明溶液恒温蒸发得到介孔氧化铝一P123或F127的复合材料原粉，然后经焙烧得到介孔氧化铝； (4)在室温下用碱金属盐溶液浸溃所制备的介孔氧化铝，再经干燥、焙烧步骤制得所述的碱金属功能化介孔氧化铝基复合吸附剂。2.根据权利要求1所述的碱金属功能化介孔氧化铝基复合吸附剂的制备方法，其特征在于所述的无机铝盐为硝酸铝、氯化铝中的一种或它们的混合物。3.根据权利要求1所述的碱金属功能化介孔氧化铝基复合吸附剂的制备方法，其特征在于所述的恒温蒸发温度为50?70...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡卫权，谈立君，余家国，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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