本發(fā)明涉及二氧化碳捕集，尤其涉及一種二氧化碳吸附材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在二氧化碳捕集技術(shù)領(lǐng)域，主要方法包括物理吸附和化學(xué)吸收，物理吸附是依靠多孔吸附材料對二氧化碳分子的吸附作用，研究表明，適合氣體吸附的吸附材料孔徑范圍為氣體分子尺寸的1.7-3.0倍，由于二氧化碳的分子動力學(xué)直徑為0.33?nm，適合二氧化碳吸附的孔徑范圍較窄。為進(jìn)一步提高吸附材料對二氧化碳的吸附性能，也有研究通過吸附材料浸漬有機(jī)胺進(jìn)行改性，浸漬改性包括抽濾和烘干等過程，存在大量有機(jī)胺損失。化學(xué)吸收是依靠有機(jī)胺與二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，再依靠加熱使化學(xué)鍵斷裂，從而實(shí)現(xiàn)二氧化碳的捕集，但吸收過程中有機(jī)胺二次污染和再生能耗高等問題不容忽視。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種操作簡單、能耗低、有機(jī)胺用量小、不存在二次污染的二氧化碳吸附材料的制備方法，以及以該方法獲得的二氧化碳吸附材料；具體
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
如下：

2、第一方面，本發(fā)明提供一種二氧化碳吸附材料的制備方法，所述制備方法包括：

3、將多孔吸附材料置于含氣態(tài)有機(jī)胺的環(huán)境中，靜置24-48?h取出，獲得所述二氧化碳吸附材料；其中，

4、所述多孔吸附材料選自硅基吸附材料、碳基吸附材料、金屬有機(jī)框架吸附材料和共價有機(jī)框架中的至少一種；

5、所述有機(jī)胺選自一乙醇胺、二乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、三乙烯四胺和二乙烯三胺中的至少一種。

6、可選地，所述二氧化碳吸附材料中，所述有機(jī)胺的負(fù)載量為5%-20%。

7、可選地，所述硅基吸附材料選自mcm-41；和/或

8、所述碳基吸附材料選自cmk-3；和/或

9、所述有機(jī)金屬骨架選自有機(jī)金屬骨架zif-8；和/或

10、所述共價有機(jī)框架選自cof-105。

11、可選地，所述方法采用內(nèi)部設(shè)置有多孔活動隔板的密閉容器，所述氣態(tài)有機(jī)胺由有機(jī)胺揮發(fā)產(chǎn)生，所述方法包括：

12、將所述有機(jī)胺置于密閉容器底部，將所述多孔吸附材料放置于所述多孔活動隔板上，密封所述密閉容器，靜置24-48?h后，取出所述多孔隔板上的固體材料，獲得所述二氧化碳吸附材料。

13、可選地，所述密閉容器于20-45℃下靜置24-48?h。

14、可選地，所述方法采用固定床吸附裝置進(jìn)行，所述固定床吸附裝置包括依次連通的氣罐、鼓泡塔及吸附塔，所述鼓泡塔內(nèi)部裝有有機(jī)胺液體，所述吸附塔的反應(yīng)管內(nèi)填裝所述多孔吸附材料，所述方法包括：

15、開啟氣罐，所述氣罐中的氣體從所述鼓泡塔氣體入口進(jìn)入，所述鼓泡塔氣體出口引出的含氣態(tài)有機(jī)胺的氣體被送入所述吸附塔的反應(yīng)管內(nèi)，使所述多孔吸附材料吸附所述氣體中的氣態(tài)有機(jī)胺，形成所述二氧化碳吸附材料。

16、可選地，所述氣罐中的氣體為空氣或氮?dú)狻?/p>

17、可選地，所述氣罐中的氣體的流量為50-100?ml/min。

18、可選地，所述吸附塔內(nèi)的溫度為25-30℃。

19、第二方面，本發(fā)明提供一種上述第一方面所述制備方法獲得的二氧化碳吸附材料。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

21、本發(fā)明提供一種二氧化碳吸附材料的制備方法，所述制備方法包括：將多孔吸附材料置于含氣態(tài)有機(jī)胺的環(huán)境中，靜置24-48?h取出，獲得所述二氧化碳吸附材料；其中，所述多孔吸附材料選自硅基吸附材料、碳基吸附材料、金屬有機(jī)框架吸附材料和共價有機(jī)框架中的至少一種；所述有機(jī)胺選自一乙醇胺、二乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、三乙烯四胺和二乙烯三胺中的至少一種。本發(fā)明提供的二氧化碳吸附材料的制備方法具有操作簡單、能耗低、有機(jī)胺用量小、不存在二次污染；獲得的二氧化碳吸附材料兼具優(yōu)異的低溫可再生性能，和長循環(huán)穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種二氧化碳吸附材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述二氧化碳吸附材料的制備方法，其特征在于，所述二氧化碳吸附材料中，所述有機(jī)胺的負(fù)載量為5%-20%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述二氧化碳吸附材料的制備方法，其特征在于，所述硅基吸附材料選自mcm-41；和/或

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述二氧化碳吸附材料的制備方法，其特征在于，所述方法采用內(nèi)部設(shè)置有多孔活動隔板的密閉容器，所述氣態(tài)有機(jī)胺由有機(jī)胺揮發(fā)產(chǎn)生，所述方法包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述二氧化碳吸附材料的制備方法，其特征在于，所述密閉容器于20-45℃下靜置24-48?h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述二氧化碳吸附材料的制備方法，其特征在于，所述方法采用固定床吸附裝置進(jìn)行，所述固定床吸附裝置包括依次連通的氣罐、鼓泡塔及吸附塔，所述鼓泡塔內(nèi)部裝有有機(jī)胺液體，所述吸附塔的反應(yīng)管內(nèi)填裝所述多孔吸附材料，所述方法包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述二氧化碳吸附材料的制備方法，其特征在于，所述氣罐中的氣體為空氣或氮?dú)狻?/p>

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述二氧化碳吸附材料的制備方法，其特征在于，所述氣罐中的氣體的流量為50-100?ml/min。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述二氧化碳吸附材料的制備方法，其特征在于，所述吸附塔內(nèi)的溫度為25-30℃。

10.一種上述權(quán)利要求1-9任一所述制備方法獲得的二氧化碳吸附材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種二氧化碳吸附材料及其制備方法，所述制備方法包括：將多孔吸附材料置于含氣態(tài)有機(jī)胺的環(huán)境中，靜置24?48?h取出，獲得所述二氧化碳吸附材料；其中，所述多孔吸附材料選自硅基吸附材料、碳基吸附材料、金屬有機(jī)框架吸附材料和共價有機(jī)框架中的至少一種；所述有機(jī)胺選自一乙醇胺、二乙醇胺、N?甲基二乙醇胺、2?氨基?2?甲基?1?丙醇、三乙烯四胺和二乙烯三胺中的至少一種。本發(fā)明提供的二氧化碳吸附材料的制備方法具有操作簡單、能耗低、有機(jī)胺用量小、不存在二次污染；獲得的二氧化碳吸附材料兼具優(yōu)異的低溫可再生性能，和長循環(huán)穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：黃正宏,侯詩宇,呂瑞濤,康飛宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：清華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28