专利名称：一种吸收高温二氧化碳的硅酸锂陶瓷材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于吸收高温二氧化碳的硅酸锂陶瓷材料的制备方法，该材料用于对水泥窑、玻璃厂、发电厂等烟道中排放的大量高温二氧化碳以及化石燃料燃烧过程中排放的高温二氧化碳气体进行直接吸收。
背景技术：
目前，石油、天然气、煤炭等化石燃料仍然是水泥窑、玻璃厂、发电厂等很多工业企业中的主要能源材料，而在化石燃料燃烧的过程中会产生大量的高温二氧化碳，加剧温室效应。常温下可吸收二氧化碳的材料很多，而且吸附率也很高。但对高温二氧化碳进行降温，使其降到室温势必会大大增加处理二氧化碳的成本。
2001年日本东芝公司Nakagawa等人成功研发了吸收二氧化碳的娃酸锂陶瓷材料，但其不仅烧结温度高、耗能大、成本高，而且其对二氧化碳的吸附率也非常低，才达到6. 2wt%0
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有的硅酸锂陶瓷材料存在的烧结温度高、对二氧化碳的吸附率低的缺陷，提供一种可在高温情况下对二氧化碳进行直接吸附硅酸锂陶瓷材料的及其制备方法。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案
一种吸收高温二氧化碳的硅酸锂陶瓷材料，其特征在于由以下重量百分比的原料制成=SiO2 12. 41% 28. 9%, Li2CO3 30. 52% 71. 1%，K2CO3 O 57. 07%，其中碳酸钾作为钾的掺杂剂。一种吸收高温二氧化碳的硅酸锂陶瓷材料的制备方法，其特征在于以下步骤制得
按上述配比将各原料混合，放入研钵中进行研磨，研磨后的原料放入高温电阻炉中进行高温煅烧，煅烧温度为600°C 1000°C，保温时间为O. 5h 8h，即得到一种吸收高温二氧化碳的硅酸锂陶瓷材料。本发明首先对硅酸锂的制备原料进行严格的称量，按照一定的重量比进行配料，然后对所配原料进行研磨，使其变成粉末状，达到微米级，增大其表面积，这样二氧化硅与碳酸锂以及碳酸钾之间的接触面积加大，可以进行充分的反应。最后把一定量的配合料放入高温电阻炉中进行高温煅烧，最终实现K掺杂硅酸锂陶瓷材料的制备。制备材料价廉易得，烧结温度低，能耗少。在制备硅酸锂过程中进行了 K掺杂，过程较简单，易于进行工业化生产，而且进行K掺杂，大大提高了材料对二氧化碳的吸附率，最高吸附率达到了49. 69wt%0而硅酸锂陶瓷材料能够在350°C 850°C之间对二氧化碳进行直接吸收，同时由于碳酸钾的掺入，降低了硅酸锂陶瓷材料的成型烧结温度，从而进一步降到了原料的制备成本，因此其有可能成为高温二氧化碳气体吸附的首选材料。
本发明的一种吸收高温二氧化碳的硅酸锂陶瓷材料，放置于热重分析仪中，进行热重差热检测，通入二氧化碳气体，在室温 900°C范围内进行检测，在350°C 850°C范围内对二氧化碳进行吸附反应，在温度到达750°C时停留20min，以利于K掺杂硅酸锂陶瓷材料对二氧化碳的吸收。吸收高温二氧化碳具体情况详见实施例。
具体实施例方式 实施例I
利用电子天平分别称取SiO2为20. 25g，Li2CO3为48. 75g，K2CO3为O. 917g，放入研钵中，进行研磨，使其成为粉末状达到微米级，而后放入高温电阻炉中进行750 °C烧结，分别保温2h，6h，即得到一种吸收高温二氧化碳的硅酸锂陶瓷材料。将制成的K掺杂硅酸锂陶瓷材料进行充分研磨，并放入热重分析仪中在室温 900°C范围内，并在750 V恒温20min，检测其对二氧化碳的吸附能力，在达到吸收平衡时，其吸附率分别为14. 31wt%,22. 62wt%0 实施例2
参照实施例I进行称取样品并研磨，并于高温炉中进行850°C烧结，分别保温2h，6h，而后同样对所得样品进行研磨并于同样条件下进行检测，在达到吸收平衡时，其吸附率分别为 20. 73wt%,27. 88wt%0实施例3
参照实施例I进行称取样品并研磨，并于高温炉中进行900°C烧结，分别保温2h，6h，而后同样对所得样品进行研磨并于同样条件下进行检测，在达到吸收平衡时，其吸附率分别为 36.28wt%,49. 69wt%0实施例4
利用电子天平分别称取SiO2为20. 02g, Li2CO3为46. 17g，K2CO3为I. 83g，放入研钵中，进行研磨，使其成为粉末状达到微米级，而后放入高温电阻炉中进行750°C烧结，分别保温2h，6h，将合成的K掺杂硅酸锂陶瓷材料进行充分研磨，并放入热重分析仪中在室温 900°C范围内，并在750°C恒温20min，检测其对二氧化碳的吸附能力，在达到吸收平衡时，其吸附率分别为17. 26wt%,21. 26wt%0实施例5
参照实施例4进行称取样品并研磨，并于高温炉中进行850°C烧结，分别保温2h，6h，而后同样对所得样品进行研磨并于同样条件下进行检测，在达到吸收平衡时，其吸附率分别为 23. 45wt%,31. 28wt%0实施例6
参照实施例4进行称取样品并研磨，并于高温炉中进行900°C烧结，分别保温2h，6h，而后同样对所得样品进行研磨并于同样条件下进行检测，在达到吸收平衡时，其吸附率分别为 27.34wt%,35. 63wt%0实施例7
利用电子天平分别称取SiO2为20. 02g, Li2CO3为43. 25g，K2CO3为9. 07g,放入研钵中，进行研磨，使其成为粉末状达到微米级，而后放入高温电阻炉中进行750°C烧结，分别保温2h，6h，将合成的K掺杂硅酸锂陶瓷材料进行充分研磨，并放入热重分析仪中在室温 900°C范围内，并在750 V恒温20min，检测其对二氧化碳的吸附能力，在达到吸收平衡时，其吸附率分别为15. 42wt%, 18. 39wt%0实施例8
参照实施例7进行称取样品并研磨，并于高温炉中进行850°C烧结，分别保温2h，6h，而后同样对所得样品进行研磨并于同样条件下进行检测，在达到吸收平衡时，其吸附率分别为 16.03wt%,20. 74wt%0实施例9
参照实施例7进行称取样品并研磨，并于高温炉中进行900°C烧结，分别保温2h，6h，而后同样对所得样品进行研磨并于同样条件下进行检测，在达到吸收平衡时，其吸附率分别 为 14.57wt%,19. 28wt%0
权利要求
1.一种吸收高温二氧化碳的硅酸锂陶瓷材料，其特征在于由以下重量百分比的原料制成=SiO2 12. 41% 28. 9%, Li2CO3 30. 52% 71. 1%，K2CO3 0 57. 07%。
2.一种吸收高温二氧化碳的硅酸锂陶瓷材料的制备方法，其特征在于 按上述配比将各原料混合，放入研钵中进行研磨，研磨后的原料放入高温电阻炉中进行高温煅烧，煅烧温度为600°C 1000°C，保温时间为0. 5h 8h，即得到一种吸收高温二氧化碳的硅酸锂陶瓷材料。
全文摘要
本发明涉及一种吸收高温二氧化碳的硅酸锂陶瓷材料及其制备方法，其特征在于由以下重量百分比的原料制成SiO212.41%～28.9%，Li2CO330.52%～71.1%，K2CO30～57.07%。其制备方法为按上述配比将各原料混合，放入研钵中进行研磨，研磨后的原料放入高温电阻炉中进行高温煅烧，煅烧温度为600℃～1000℃，保温时间为0.5h～8h，即得到一种吸收高温二氧化碳的硅酸锂陶瓷材料合成钾掺杂硅酸锂陶瓷材料。本发明的材料可以对水泥窑，玻璃厂等尾气烟道中排放的大量高温二氧化碳进行直接吸收，与已有技术相比，本发明所制备的钾掺杂硅酸锂陶瓷可实现对二氧化碳更高的吸收效率，更易实现对二氧化碳的高利用率。
文档编号C04B35/16GK102731076SQ201210233549
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月7日 优先权日2012年7月7日
发明者彭寿, 彭程, 沈洪雪, 王芸 申请人:中国建材国际工程集团有限公司, 蚌埠玻璃工业设计研究院