利用缩合聚合的二氧化碳固定方法、由此制备的聚合物材料、由所述聚合物材料回收碳的 ...的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种通过缩合聚合将二氧化碳固定在酸性水性介质中的方法，与常规二氧化碳固定方法相比，所述方法由此提高了固定效率并显著降低了生成的材料的体积；一种通过该方法制备的聚合物材料；和一种从其中回收碳的方法。根据本发明，该固定二氧化碳的方法特征在于，将加压至高于大气压的压力的二氧化碳引入容有酸性水性介质的反应器中，以通过缩合聚合将溶解二氧化碳所产生的碳酸制成聚合物材料，从而固定二氧化碳，并加热聚合物材料以回收碳。
【专利说明】利用缩合聚合的二氧化碳固定方法、由此制备的聚合物材 料、由所述聚合物材料回收碳的方法及通过所述碳回收方 法生成的石墨
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种固定二氧化碳的方法、由此制备的聚合物材料和由该聚合物材料 回收碳的方法，更具体而言，涉及一种固定二氧化碳的方法，其中与常规二氧化碳固定方法 相比，二氧化碳可以通过在酸性水性介质中的缩合聚合而更有效且廉价地固定；通过该方 法制备的聚合物材料；和从该聚合物材料中回收碳从而使碳得到循环利用的方法，充分利 用了固化的二氧化碳较之气态二氧化碳的氧消除趋势。
【背景技术】
[0002] 如石油或煤等化石燃料对于人类而言是至关重要的能源，但在其使用期间会生成 大量二氧化碳（C0 2)，不合期望地造成全球变暖和严重的气候改变。因此，强制性C02排放规 则将来将被采用。此外，虽然已经开发了许多能源来代替化石燃料，但国际能源机构（IEA) 已经报道，就总能量需求而言，到2050年，化石燃料将填补该需求的70%以上。
[0003] 世界各地正对减少二氧化碳以及固定和存储各类机构中的二氧化碳进行深入的 研究，所述机构例如为排放大量高浓度二氧化碳的大型石化工厂、热电厂和钢厂。当前可用 的二氧化碳固定方法涉及将二氧化碳溶解在水中以将其存储，压缩二氧化碳以将其存储在 深海海床中，将二氧化碳存储在坑道中，利用海藻对二氧化碳进行光合作用，或者将二氧化 碳沉淀在碳酸钙中。
[0004] 但是，这些常规二氧化碳固定方法存在问题，因为二氧化碳的固定效率低，并且大 量以此步骤生产的材料需要大的存储空间，或者因为需要高成本来进行二氧化碳的固定和 存储。此外，难以实现包括固定二氧化碳和由固定的二氧化碳再循环碳的资源的再循环利 用。这些方法不被认为是二氧化碳问题的根本解决方案。
[0005] 例如，以下专利文献1公开了一种固定二氧化碳的方法，其中将作为制钢工艺副 产品的炉渣与二氧化碳反应，以使二氧化碳固定在炉渣表面上，因而具有固定的二氧化碳 的炉渣起到防止高碱溶水、有色水和浑浊水形成的作用并由此被用作公共工程用骨料。但 是，该方法因对能够固定二氧化碳的材料强加的限制以及固定的二氧化碳的碳源无法被重 用而存在缺陷。
[0006][引文列表]
[0007] [专利文献]
[0008] 韩国专利申请公报第10-2006-23206号（固定二氧化碳的方法）
【发明内容】
[0009] 技术问题
[0010] 本发明的第一目的是提供一种固定二氧化碳的方法，所述方法能使二氧化碳的固 定效率提高并使固定的材料的量最小化。 toon] 本发明的第二目的是提供一种通过所述固定二氧化碳的方法生产的聚合物材料。
[0012] 本发明的第三目的是提供一种在不使用附加的材料下从通过所述固定二氧化碳 的方法生产的聚合物材料中回收碳的方法。
[0013] 本发明的第四目的是提供一种从通过所述二氧化碳的固定生产的聚合物材料中 回收的石墨。
[0014] 技术方案
[0015] 为实现第一目的，本发明的第一方面提供一种固定二氧化碳的方法，所述方法包 括将加压至高于大气压的压力的二氧化碳引入酸性水性介质，以通过缩合聚合将由二氧化 碳溶解在该酸性介质中所产生的碳酸制成聚合物材料。
[0016] 在本发明的第一方面中，反应器温度可以为100°C以下，且优选为0°C?100°C。
[0017] 在本发明的第一方面中，二氧化碳的压力可以为30atm以上，且优选为30atm? 100atm〇
[0018] 在本发明的第一方面中，酸化可以利用选自硫酸、硝酸、盐酸和任何无机或有机酸 中的一种以上来进行。
[0019] 在本发明的第一方面中，聚合物材料可以是由以下化学式表示的材料和其中其官 能团部分地被另一官能团取代的衍生物。
[0020] [化学式]
[0021]
【权利要求】
1. 一种固定二氧化碳的方法，所述方法包括将加压至高于大气压的压力的二氧化碳引 入容有强酸水溶液的反应器中，以通过缩合聚合将由所述二氧化碳溶解在所述强酸水溶液 中所产生的碳酸制成聚合物材料。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述反应器的温度为20°C?100°C。
3. 如权利要求1所述的方法，其中所述二氧化碳的压力为30atm?lOOatm。
4. 如权利要求1所述的方法，其中所述强酸水溶液包含选自硫酸、硝酸和盐酸中的一 种或多于一种。
5. 如权利要求1所述的方法，其中所述聚合物材料是由以下化学式表示的材料和其中 其官能团部分地被另一官能团取代的衍生物： [化学式]
6. 如权利要求5所述的方法，其中所述聚合物材料可以被构造为使得直链分子的碳原 子部分交联，由此所述直链分子通过化学键合而彼此相连。
7. 如权利要求1所述的方法，其中所述强酸水溶液具有2以下的pH。
8. -种通过权利要求1?7中任一项所述的方法合成的聚合物材料。
9. 一种回收碳的方法，所述方法包括加热权利要求8所述的聚合物材料，由此从所述 聚合物材料中分离氧并回收碳。
10. 如权利要求9所述的方法，其中加热在500°C?1100°C进行。
11. 如权利要求9所述的方法，其中加热在550°C?700°C进行。
12. 如权利要求9所述的方法，其中所述聚合物材料包含羧基和羟基。
13. -种通过权利要求9所述的方法回收的石墨。
14. 如权利要求13所述的石墨，其中所述石墨包含缺陷结构。
【文档编号】C08G64/30GK104066708SQ201280061723
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年12月4日 优先权日:2011年12月15日
【发明者】金章圭 申请人:浦项工科大学校产学协力团