专利名称：改性凹凸棒石粘土吸附材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种土吸附材料的制备方法，特别是涉及一种改性凹凸棒石粘土吸 附材料的制备方法。
背景技术：
二氧化碳是类似于地下空间密闭或通风不畅场所中的主要污染物之一，其来源 主要有两方面，一是来自人体呼出产生的气体，二是来自燃料的燃烧。由于地下空间难 见阳光，而且缺少直接能够与外界通风的设施，因而地下空间的通风设计与人群活动对 这些地下空间的空气质量，尤其是二氧化碳浓度有着直接影响。二氧化碳是人体生理必 需物质，属于呼吸中枢的兴奋剂，因此，室内二氧化碳被用作通风状况的参数，一般并 不对人体产生毒害作用。当浓度超过一定范围时，则其对人体有毒害作用。高浓度二 氧化碳(> 15000ppm)会引发中枢神经系统中毒，使呼吸中枢先兴奋、后抑制，最后导 致麻痹和窒息，机体缺氧而导致肺、肾等实质脏器充血、水肿。因此，制备一种具有高 效吸附二氧化碳净化空气的材料具有较大的现实意义。文献公开了一种含硅纳米氧化钙 高温二氧化碳吸附剂，由纳米碳酸钙(CaCO3)用溶胶_凝胶法包覆二氧化硅(SiO2)或纳 米纳米碳酸钙直接与纳米二氧化硅粉末均勻混合制成含硅的纳米碳酸钙粉末，再与成型 剂混合成型，在600 800°C温度下煅烧而成，在高温条件下对二氧化碳有较好的吸附效 果。文献公开了一种利用有机胺类浸渍于活性炭上的吸附二氧化碳的材料，湿态产品对 二氧化碳的吸附量可达127.0mg/g。文献公开了一种利用氧化钙和稻壳恢制备的二氧化 碳吸附剂的方法，该吸附剂可多次循环煅烧/碳酸化反应过程中保持良好的CO2的捕捉性 能。文献公开了一种提高沸石吸附CO2容量的方法，是利用碳酸钠、氢氧化钠或钠钙盐 混合稀溶液对13X沸石进行处理以达到对二氧化碳高效吸附的目的。凹凸棒石粘土是一种天然矿物材料，具有高比表面积、离子交换性能力强、化 学稳定性好、强吸水性等特性，被广泛用作为吸附剂、催化剂载体和抗菌剂载体，已在 石油化工、日用化工、精细化工、食品加工等领域中应用。而将改性的凹凸棒石粘土作 为吸附净化二氧化碳的材料还未见报道。本发明利用经过改性处理的凹凸石棒粘土，经干燥和焙烧制备成二氧化碳常温 吸附材料。该材料具有成本低、吸附能力强、吸附容量大、适应性强、可再生循环使用 等优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效吸附二氧化碳改性凹凸棒石粘土吸附材料的制 备方法。该吸附材料具有高活性、高稳定性、适应性强等特点，可广泛应用在室内空气 净化、大气环境净化和化工等领域。当该吸附材料吸附饱和后可通过加热脱附出二氧化 碳而循环再生使用。本发明提供一种改性凹凸棒石粘土吸附材料的制备方法，所述改性凹凸棒石粘
3土吸附材料的质量百分比组分为30 5%金属氧化物，余量为凹凸棒石粘土，其特 征在于，将改性剂配制成浸渍液，采取过量体积浸渍方式浸渍到凹凸棒粘石土上，浸渍 2 24小时，取出，100 120°C下烘干2 10小时，500°C下焙烧1 6小时，制得改 性凹凸棒石粘土吸附材料。所述的金属氧化物为或氧化钾、或氧化钠、或氧化钙、或氧化钡、或氧化镁。所述的凹凸棒石粘土是指，该凹凸棒石粘土的粒度为20 40目。所述的改性剂为或氢氧化钾、或氢氧化钠、或硝酸钙、或硝酸钡、或硝酸镁。所述的过体积浸渍法是指预先测定浸渍凹凸棒石粘土的吸水率，然后根据吸 水率加入超过饱和吸收所需体积的或氢氧化钾溶液、或氢氧化钠溶液、或硝酸钙溶液、 或硝酸钡溶液、或硝酸镁溶液。本发明所述的凹凸棒石粘土吸附材料主要是由凹凸棒石粘土和改性剂组成，经 浸渍、干燥和焙烧等工序制成。吸附材料性能评价在U型玻璃管反应器中进行，用量5ml，粒度20 40目，原 料气组成为CO2含量为10 2000ppm，其余为空气。吸附温度30°C，压力O.lMPa，相 对湿度40 90%，空速(GHSV)为200001Γ1。
具体实施例方式以下结合吸附材料具体制备过程对本发明进一步说明实施例1称取一定量的氢氧化钾(KOH)溶解于10毫升去离子水中，配制成浸渍液，将该 浸渍液采取过量体积浸渍方式浸渍到5毫升20 40目凹凸棒石粘土上，室温下浸渍2小 时后经120°C烘干6小时，再在500°C下焙烧3小时，制得含10%氧化钾(K2O)改性的凹 凸棒石粘土吸附材料。将所制的吸附材料按照前述试验条件进行吸附性能评价，其对二氧化碳的吸附 效率为96.7%。实施例2称取一定量的氢氧化钠(NaOH)溶解于10毫升去离子水中，配制成浸渍液，将 该浸渍液采取过量体积浸渍方式浸渍到5毫升20 40目凹凸棒石粘土上，室温下浸渍2 小时后经120°C烘干6小时，再在500°C下焙烧3小时，制得含10%氧化钠(Na2O)改性 的凹凸棒石粘土吸附材料。将所制的吸附材料按照前述试验条件进行吸附性能评价，其对二氧化碳的吸附 效率为98.5%。实施例3称取一定量的硝酸钙(Ca(NO3)2)溶解于10毫升去离子水中，配制成浸渍液，将 该浸渍液采取过量体积浸渍方式浸渍到毫升20 40目凹凸棒石粘土上，室温下浸渍2小 时后经120°C烘干6小时，再在550°C下焙烧3小时，制得含10%氧化钙(CaO)改性的凹 凸棒石粘土吸附材料。将所制的吸附材料按照前述试验条件进行吸附性能评价，其对二氧化碳的吸附 效率为99.1%。
实施例4称取一定量的硝酸钡(Ba(NO3)2)溶解于10毫升去离子水中，配制成浸渍液，将 该浸渍液采取过量体积浸渍方式浸渍到毫升20 40目凹凸棒石粘土上，室温下浸渍2小 时后经120°C烘干6小时，再在550°C下焙烧3小时，制得含10%氧化钡(BaO)改性的凹 凸棒石粘土吸附材料。将所制的吸附材料按照前述试验条件进行吸附性能评价，其对二氧化碳的吸附 效率为95.6%。实施例5称取一定量的硝酸镁(Mg(NO3)2)溶解于10毫升去离子水中，配制成浸渍液， 将该浸渍液采取过量体积浸渍方式浸渍到5毫升20 40目凹凸棒石粘土上，室温下浸渍 2小时后经120°C烘干6小时，再在550°C下焙烧3小时，制得含10%氧化镁MgO改性的 凹凸棒石粘土吸附材料。将所制的吸附材料按照前述试验条件进行吸附性能评价，其对二氧化碳的吸附 效率为90.9%。
权利要求
1.改性凹凸棒石粘土吸附材料的制备方法，所述改性凹凸棒石粘土吸附材料的质量 百分比组分为30 5%金属氧化物，余量为凹凸棒石粘土，其特征在于，将改性剂配 制成浸渍液，采取过量体积浸渍方式浸渍到凹凸棒粘石土上，浸渍2 24小时，取出， 100 120°C下烘干2 10小时，500°C下焙烧1 6小时，制得改性凹凸棒石粘土吸附 材料。
2.根据权利要求1所述改性凹凸棒石粘土吸附材料的制备方法，其特征在于，所述的 金属氧化物为或氧化钾、或氧化钠、或氧化钙、或氧化钡、或氧化镁。
3.根据权利要求1所述改性凹凸棒石粘土吸附材料的制备方法，其特征在于，所述的 凹凸棒石粘土是指，该凹凸棒石粘土的粒度为20 40目。
4.根据权利要求1所述改性凹凸棒石粘土吸附材料的制备方法，其特征在于，所述的 改性剂为或氢氧化钾、或氢氧化钠、或硝酸钙、或硝酸钡、或硝酸镁。
5.根据权利要求1所述改性凹凸棒石粘土吸附材料的制备方法，其特征在于，所述的 过体积浸渍法是指预先测定浸渍凹凸棒石粘土的吸水率，然后根据吸水率加入超过饱 和吸收所需体积的或氢氧化钾溶液、或氢氧化钠溶液、或硝酸钙溶液、或硝酸钡溶液、 或硝酸镁溶液。
全文摘要
本发明公开了一种高效吸附二氧化碳改性凹凸棒石粘土吸附材料的制备方法。吸附材料主要由凹凸棒石粘土、碱金属或碱土金属氧化物改性剂组成，经过浸渍、烘干和焙烧等工序制成。该吸附材料对二氧化碳具有良好的吸附净化效果，同时具有活性高、成本低、吸附能力强、吸附容量大和可再生循环使用等优点。
文档编号B01J20/12GK102019166SQ20101058455
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月11日 优先权日2010年12月11日
发明者刘洋, 周洁, 姚炜, 张豪杰, 眭艳辉 申请人:上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司