一种二氧化碳固态胺吸附材料及其制备方法与应用与流程

本发明涉及碳捕集，尤其涉及一种二氧化碳固态胺吸附材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、co2是与气候变化有关的主要温室气体之一，化石燃料燃烧是造成大气中co2排放浓度增长的主要源头。

2、co2吸附是一种新型的碳捕集技术，该技术具有吸附容量高、吸附选择性强、材料容易制备、操作条件温和以及潜在的低能耗等优点。而以多孔固体材料负载亲水型有机胺制备的固态胺吸附材料被广泛用于空气、工业烟气、天然气和船舶尾气中co2的吸附。在纯co2或两组分气体中，固态胺表现出较好的吸附性能。然而，实际电厂烟气中含有大量水蒸气，一方面水分子与co2会竞争活性位点而降低材料的吸附性能。另一方面，水蒸气在冷凝后容易导致固态胺吸水板结，降低材料传质速率和传热性能，使得吸附剂再生能耗高。此外，高温脱附过程，水蒸气也会带出部分有机胺，导致固态胺循环利用效率降低。

3、因此，研究一种抗水的二氧化碳固态胺吸附材料对工业烟气中co2的吸附应用具有重要意义。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种二氧化碳固态胺吸附材料及其制备方法与应用，抗水性能及吸附co2的效果好。

2、为达到上述技术目的，本申请采用以下技术方案：

3、第一方面，本申请提供一种二氧化碳固态胺吸附材料，包括多孔载体以及负载于多孔载体内部的抗水有机胺，抗水有机胺包括生物质多羟基化合物、与生物质多羟基化合物同时结合的亲水型有机胺以及疏水型有机胺，生物质多羟基化合物包含有六元环结构，该二氧化碳固态胺吸附材料即为抗水固态胺吸附剂。

4、第二方面，本申请提供一种二氧化碳固态胺吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

5、s1.将亲水型有机胺与多孔载体分散于有机溶液中混合，加热搅拌，得到固态胺吸附剂；

6、s2.在惰性气氛下，将生物质多羟基化合物的有机溶液与固态胺吸附剂混合，而后减压蒸馏、真空干燥，得到改性的固态胺吸附剂；

7、s3.在惰性气氛下，将改性的固态胺吸附剂与疏水型有机胺的有机溶液混合，而后经减压蒸馏、真空干燥，即得二氧化碳固态胺吸附材料。

8、优选的，亲水型有机胺包括乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、支链聚乙烯亚胺中的一种或几种。

9、优选的，多孔载体包括氧化硅、氧化铝、氧化镁、分子筛、离子交换树脂中的一种或几种。

10、优选的，生物质多羟基化合物包括单宁酸、植酸中的一种或几种。

11、优选的，疏水型有机胺包括二环己胺、对苯二胺、n-苯基乙醇胺、直链聚丙烯亚胺、磷脂酰乙醇胺中的一种或几种。

12、优选的，疏水型有机胺与亲水型有机胺的质量比为1-4:10。

13、优选的，生物质多羟基化合物与亲水型有机胺的质量比为0.5-10:100。

14、优选的，多孔载体与亲水型有机胺的质量比为9:1-11。

15、第三方面，本申请提供一种二氧化碳固态胺吸附材料在吸附工业烟气中co2的应用。

16、本申请的有益效果如下：

17、本申请中，生物质多羟基化合物不仅能与水溶型有机胺形成氢键，也能通过桥联作用促进疏水型有机胺分子在载体中的锚定，从而抑制水分子与亲水胺基活性位点的接触几率，避免高温脱附时水分子带出亲水有机胺使得固态胺物理失活，提高固态胺材料的循环稳定性；

18、疏水型有机胺与亲水型有机胺在多孔通道内能很好的混合与接触，可起到较好的抗水作用，同时还能为co2吸附提供活性位点，提高co2吸附容量；

19、本申请的二氧化碳固态胺吸附材料的抗水性能好，在35℃和60%相对湿度条件下，吸水率不超过40%。

技术特征：

1.一种二氧化碳固态胺吸附材料，其特征在于，包括多孔载体以及负载于所述多孔载体内部的抗水有机胺，所述抗水有机胺包括生物质多羟基化合物、与所述生物质多羟基化合物同时结合的亲水型有机胺以及疏水型有机胺，所述生物质多羟基化合物包含有六元环结构。

2.一种如权利要求1所述的二氧化碳固态胺吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的二氧化碳固态胺吸附材料的制备方法，其特征在于，所述亲水型有机胺包括乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、支链聚乙烯亚胺中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的二氧化碳固态胺吸附材料的制备方法，其特征在于，所述多孔载体包括氧化硅、氧化铝、氧化镁、分子筛、离子交换树脂中的一种或几种。

5.根据权利要求2所述的二氧化碳固态胺吸附材料的制备方法，其特征在于，所述生物质多羟基化合物包括单宁酸、植酸中的一种或几种。

6.根据权利要求2所述的二氧化碳固态胺吸附材料的制备方法，其特征在于，所述疏水型有机胺包括二环己胺、对苯二胺、n-苯基乙醇胺、直链聚丙烯亚胺、磷脂酰乙醇胺中的一种或几种。

7.根据权利要求2所述的二氧化碳固态胺吸附材料的制备方法，其特征在于，所述疏水型有机胺与所述亲水型有机胺的质量比为1-4:10。

8.根据权利要求2所述的二氧化碳固态胺吸附材料的制备方法，其特征在于，所述生物质多羟基化合物与所述亲水型有机胺的质量比为0.5-10:100。

9.根据权利要求2所述的二氧化碳固态胺吸附材料的制备方法，其特征在于，所述多孔载体与所述亲水型有机胺的质量比为9:1-11。

10.一种如权利要求2-9任一项所述的制备方法得到的二氧化碳固态胺吸附材料在吸附工业烟气中co2的应用。

技术总结
本发明公开一种二氧化碳固态胺吸附材料及其制备方法与应用，其包括多孔载体以及负载于多孔载体内部的抗水有机胺，抗水有机胺包括生物质多羟基化合物、与生物质多羟基化合物同时结合的亲水型有机胺以及疏水型有机胺，生物质多羟基化合物包含有六元环结构，抗水性能及吸附CO<subgt;2</subgt;的效果好。

技术研发人员：彭雄,许继云,张作泰,颜枫
受保护的技术使用者：深碳科技（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14