一种二氧化碳吸收剂及其制备方法

本发明属于吸附剂，尤其涉及一种二氧化碳吸收剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着人类文明技术的飞速发展，地壳中的天然资源如煤炭、石油、天然气等化石燃料不断被开采利用，导致二氧化碳被大量排放到大气层中。二氧化碳作为目前主要的温室气体，是造成海平面上升、冰川融化等一系列环境问题的主要原因。为了缓解气候变化对环境带来的一系列问题，世界各国制定了一系列的碳减排措施，而最有效的措施之一是进行二氧化碳的捕集。目前主要的碳捕集方法有吸收法、吸附法和膜分离法。吸收法分离是化工工艺中一种重要传质过程，广泛应用于混合气体的分离，目前工业上也多用吸收法脱碳。工业上应用的固体吸附材料主要有四种，包括硅胶、活性炭、活性氧化铅和沸石分子筛。膜分离技术是新兴并迅速发展的一项二氧化碳分离技术，它具有装置简单、操作容易、投资成本低等优点。

2、然而现有方法对于二氧化碳的捕集效果并不理想，吸附效率低，吸附性能不稳定，因此，提供一种吸附效果高、稳定强的二氧化碳吸收剂是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种二氧化碳吸收剂及其制备方法。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、技术方案一：一种二氧化碳吸收剂，以复合材料作为载体，以低共熔溶剂为负载物；

4、所述复合材料的原料为氧化石墨烯和氧氯化锆；

5、所述低共熔溶剂的原料为1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑和对甲苯磺酸。

6、进一步地，所述载体与负载物的质量比为1∶(8-10)。

7、进一步地，所述氧化石墨烯和氧氯化锆的质量比为1∶(0.03-0.08)。

8、进一步地，所述1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑和对甲苯磺酸的质量比为(2-5)∶1。

9、技术方案二：本发明还提供一种所述的二氧化碳吸收剂的制备方法，包括以下步骤：

10、将氧化石墨烯分散液和氧氯化锆溶液混合，调节ph至9-12，得到的混合物进行水热反应，得到复合材料；

11、将1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑和对甲苯磺酸混合，加热搅拌，得到低共熔溶剂；

12、将所述复合材料加入所述低共熔溶剂中，超声处理，得到二氧化碳吸收剂。

13、进一步地，所述水热反应温度为160-185℃，时间为20-30min。

14、进一步地，所述加热搅拌温度为100-150℃，搅拌速度450-600rpm，时间为8-15min。

15、进一步地，所述超声处理参数为：功率200-350w，时间3-5min。

16、技术方案三：一种二氧化碳吸收剂在捕集二氧化碳中的应用。

17、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

18、本发明利用氧化石墨烯的层状结构，将具有离子吸附功能的氧化锆与其复合，得到的复合物作为载体，同时将高活性的低共熔溶剂作为活性中心负载到载体上，实现载体的进一步改性，得到的二氧化碳吸收剂可提高对二氧化碳的吸附效率。

19、本发明中的载体材料可实现物理上的吸附，负载了低共熔溶剂后的二氧化碳吸收剂可实现化学吸附，“双重吸附”的效果更优。

20、本发明提供的方法简单易操作，吸附效率高、稳定性强。

技术特征：

1.一种二氧化碳吸收剂，其特征在于，以复合材料作为载体，以低共熔溶剂为负载物；

2.根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂，其特征在于，所述载体与负载物的质量比为1∶(8-10)。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂，其特征在于，所述氧化石墨烯和氧氯化锆的质量比为1∶(0.03-0.08)。

4.根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂，其特征在于，所述1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑和对甲苯磺酸的质量比为(2-5)∶1。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的二氧化碳吸收剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的二氧化碳吸收剂的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为160-185℃，时间为20-30min。

7.根据权利要求5所述的二氧化碳吸收剂的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌的温度为100-150℃，搅拌速度450-600rpm，时间为8-15min。

8.根据权利要求5所述的二氧化碳吸收剂的制备方法，其特征在于，所述超声处理参数为：功率200-350w，时间3-5min。

9.一种如权利要求1-4任一项所述的二氧化碳吸收剂在捕集二氧化碳中的应用。

技术总结
本发明公开了一种二氧化碳吸收剂及其制备方法，属于吸附剂技术领域。所述二氧化碳吸收剂以复合材料作为载体，以低共熔溶剂为负载物；所述复合材料的原料为氧化石墨烯和氧氯化锆；所述低共熔溶剂的原料为1‑甲基‑3‑丁烷磺酸咪唑和对甲苯磺酸。利用本发明方法制备的二氧化碳吸收剂吸附效率高、稳定性强。

技术研发人员：李宇航,祝颖,董鑫,常世玉,杨久扬,刘璐
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12