CN102101698A - 一种高温下高效吸收co2的锂基锆酸盐材料的制备方法 - Google Patents
一种高温下高效吸收co2的锂基锆酸盐材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102101698A CN102101698A CN2011100319992A CN201110031999A CN102101698A CN 102101698 A CN102101698 A CN 102101698A CN 2011100319992 A CN2011100319992 A CN 2011100319992A CN 201110031999 A CN201110031999 A CN 201110031999A CN 102101698 A CN102101698 A CN 102101698A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lithium
- citric acid
- add
- high temperature
- gel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 86
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 85
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 18
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 114
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 63
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 claims abstract description 5
- IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N lithium nitrate Chemical compound [Li+].[O-][N+]([O-])=O IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 19
- OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N zirconium nitrate Chemical compound [Zr+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- XIXADJRWDQXREU-UHFFFAOYSA-M lithium acetate Chemical compound [Li+].CC([O-])=O XIXADJRWDQXREU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- IVORCBKUUYGUOL-UHFFFAOYSA-N 1-ethynyl-2,4-dimethoxybenzene Chemical compound COC1=CC=C(C#C)C(OC)=C1 IVORCBKUUYGUOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 claims description 5
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N oxozirconium;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.[Zr]=O CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- -1 Zircosol ZN Chemical compound 0.000 claims description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 22
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical class [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 38
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 37
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
- 231100000987 absorbed dose Toxicity 0.000 description 22
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 22
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 21
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 20
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 20
- 206010013786 Dry skin Diseases 0.000 description 19
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 7
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 7
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 6
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N iron(2+);dinitrate Chemical compound [Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 2
- PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N chromium trinitrate Chemical compound [Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 2
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 2
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 2
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 2
- 229940001516 sodium nitrate Drugs 0.000 description 2
- DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N strontium nitrate Chemical compound [Sr+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 150000002641 lithium Chemical class 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 1
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- HAIMOVORXAUUQK-UHFFFAOYSA-J zirconium(iv) hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Zr+4] HAIMOVORXAUUQK-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法。本发明采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备锂基锆酸盐材料，其制备方法包括以下步骤：(1)取柠檬酸溶于水配制成柠檬酸溶液；(2)在柠檬酸溶液中加入锆盐和锂盐，搅拌溶解；(3)在加有锆盐和锂盐的柠檬酸溶液中加入pH调节剂和掺杂元素的物质，经搅拌，形成溶胶；(4)溶胶经干燥得到凝胶；(5)凝胶经高温煅烧后得到锂基锆酸盐材料。本发明所制备的锂基锆酸盐材料能高效快速吸收低浓度的CO2，经多次循环后，锂基锆酸盐材料的CO2吸收速率和平衡吸收量基本不变，说明所制备的锂基锆酸盐材料循环稳定性好，可多次重复利用。本发明具有材料制备温度低，制备方法简单的特点。
Description
技术领域
本发明涉及高温下高效吸收CO2的材料的制备方法，尤其是高温下可快速吸收低浓度CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法。
背景技术
随着人类社会的发展，过度依赖化石能源导致大气中CO2浓度较工业化前增加数倍，引起全球气候变暖等一系列的环境问题。2008年进入《京都议定书》缔约国第一个承诺期，缔约国成员承诺2008年至2012年温室气体的全部排放量从1990年水平至少减少5％。减少CO2排放的一个重要方法是发展CO2高效捕集和处理技术，而无论是化石能源燃烧还是化工过程中产生的CO2气体，一般具有以下特点：气体温度较高；CO2气体浓度不高；含有高浓度的水蒸汽。传统的吸收CO2的方法是将含有CO2气体的流出气先冷却，再通过胺类等弱碱性溶剂进行吸收。但此方法存在两方面的问题：1)流出气冷却过程能耗大，溶剂再生过程溶剂易挥发或降解；2)对在化工过程中产生的CO2气体不能原位吸收。因此发展一种高温下可高效吸收CO2气体的固体吸附材料具有重要应用价值。
日本东芝公司K.Nakagawa等人1998年(Journal of the Electrochemical Society，145(4)，1998：1344-1346)报道了一种高温下吸收CO2气体的锆酸锂材料，这种锆酸锂材料能够在500℃左右吸收CO2，在680℃左右进行解吸。但报道的吸收剂CO2吸收速率慢，CO2分压为0.20bar下，经过180min，吸收仍未达到平衡。
中国专利(CN 101214977A，2008)公开了一种高温吸收CO2的锆酸锂材料的制备方法，该方法从固体原料出发，在溶剂中混合均匀，经微波处理后高温煅烧制备锆酸锂，该方法制备的锆酸锂具有较高的吸收容量和较好的循环吸收性能。但该发明方法制备的锆酸锂具有较大的颗粒，而且没有涉及CO2吸收速率的报道。
De Chen等采用液相法，以硝酸氧锆或氢氧化锆等可溶性锆盐为锆源，以醋酸锂等可溶性锂盐为锂源，制备了颗粒较小的锆酸锂和金属掺杂的锆酸锂，使锆酸锂材料的CO2吸收速率有了一定程度的增加。其最优吸收剂在575℃下，CO2分压为1.0bar时，经过8min可以达到吸收平衡，但是其低浓度下CO2吸收速率较低，仍然不能满足工业要求的需要(Chemistry of Materials，18，2006：1383-1385；Industrial & Engineering Chemistry Research，47，2008：434-442；WO 2007004894A2，2007；WO 20080226542A1，2008)。
中国专利(CN 200910154654.9，2009)发明了一种高温吸收CO2的锆酸锂材料的制备方法，该方法以硝酸氧锆等可溶性锆盐为锆源，以硝酸锂等可溶性锂盐为锂源，采用柠檬酸溶胶凝胶法，制备了颗粒分布均一的纳米级材料。该材料的CO2吸收速率有了很大程度提高，在550℃下，CO2分压为0.5bar时，经25min可以达到吸收平衡。然而，该材料在低浓度CO2下的吸收速率仍然较慢，例如0.25bar下，经过60min，仍未达到吸收平衡。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法，尤其是高温下可快速吸收低浓度CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法。
本发明是通过以下的技术方案完成的，一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法，该制备方法采用柠檬酸溶胶-凝胶法，其制备方法包括以下步骤：
(1)取柠檬酸溶于水配制成柠檬酸溶液；
(2)在柠檬酸溶液中加入锆盐和锂盐，搅拌溶解；
(3)在加有锆盐和锂盐的柠檬酸溶液中加入pH调节剂和掺杂元素的物质，经搅拌，形成溶胶；
(4)溶胶经干燥得到凝胶；
(5)凝胶经高温煅烧后得到锂基锆酸盐材料。
在上述一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法中，在步骤(2)中加入的锆盐为硝酸锆、硝酸氧锆、氢氧化锆或氧氯化锆中的一种。
在上述一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法中，在步骤(2)中加入的锂盐为碳酸锂、硝酸锂、氢氧化锂或醋酸锂中的一种。
在上述一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法中，在步骤(3)中加入的pH调节剂为尿素与氨水的混合物。
在上述一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法中，在步骤(3)中加入的掺杂元素为Na、K、Mg、Al、Si、Cu、Y、Ti、Cr、Fe、Ce中的一种或一种以上，掺杂元素物质的形式为碳酸盐、硝酸盐、卤化物、氢氧化物或酯类。
在上述一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法中，在步骤(4)中溶胶干燥温度为50～200℃，干燥时间2～48h。
在上述一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法中，在步骤(5)中凝胶高温煅烧温度为400～700℃，煅烧时间3～12h。
在上述一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法中，所用物料的摩尔比为：锆盐∶锂盐∶柠檬酸∶尿素∶氨水∶掺杂元素＝1∶0.8～2.4∶1.5～12∶0～20∶0～40∶0～1.0。
本发明所制备的CO2吸收材料吸收CO2的温度范围为400～625℃，优选的吸收温度范围为500～600℃；解吸温度范围为625～900℃，优选的解吸温度范围为625～700℃。
本发明所制备的锂基锆酸盐材料吸收CO2性能优良，在0.25bar的CO2气氛中，500℃下，20min左右可以达到吸收平衡，平衡吸收量达23.7wt.％。本发明所制备的锂基锆酸盐材料能高效快速吸收低浓度的CO2，四次吸收和解吸循环曲线表明，所制备的锂基锆酸盐材料经多次循环后，CO2吸收速率和平衡吸收量基本不变，说明所制备的锂基锆酸盐材料循环稳定性好，可多次重复利用。本发明采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备锂基锆酸盐材料，具有材料制备温度低，制备方法简单的特点，该制备方法易于工业化生产。
附图说明
图1是实施例1制备的CO2吸收材料的CO2吸收解吸曲线。其中，(I)吸收过程：吸收温度500℃、CO2分压为0.25bar；(II)解吸过程：在N2气氛下，以升温速率10℃/min从500℃升温到650℃，然后在650℃下恒温。
图2是实施例1制备的CO2吸收材料的CO2吸收解吸四次循环曲线。其中，(I)吸收过程：吸收温度550℃、CO2分压为0.25bar；(II)解吸过程：以升温速率10℃/min从550℃升温到675℃，然后在675℃下恒温、N2气氛。
图3是实施例3制备的CO2吸收材料的CO2吸收曲线。其中，吸收温度500℃、CO2分压为0.25bar。
图4是实施例11制备的CO2吸收材料的CO2吸收曲线。其中，吸收温度500℃、CO2分压为0.25bar。
图5是实施例19制备的CO2吸收材料的CO2吸收曲线。其中，吸收温度550℃、CO2分压为0.10bar。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做出进一步的具体说明。
实施例1
称取柠檬酸63.05g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取硝酸氧锆26.73g和硝酸锂11.04g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入尿素30.03g，加入浓氨水87.05mL，再加入碳酸钾1.39g，90℃恒温搅拌6h，形成溶胶；溶胶在120℃干燥得到凝胶；凝胶在650℃焙烧6h，得到粒径为50～200nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于500℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，10min内吸收容量可达20.00wt.％，25min内可达吸收平衡，平衡吸收量达23.7wt.％，结果见图1。四次吸收和解吸循环曲线表明，所制备的锂基锆酸盐材料经多次循环后，材料的吸收速率和平衡吸收量基本不变，表明所制备的锂基锆酸盐材料具有较好的循环稳定性，结果见图2。
实施例2
称取柠檬酸54.91g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取硝酸氧锆23.29g和硝酸锂12.02g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入尿素26.19g，加入浓氨水75.82mL，再加入碳酸钾1.94g，70℃恒温搅拌6h，形成溶胶；溶胶在120℃干燥得到凝胶；凝胶在650℃焙烧6h，得到粒径为200～500nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于500℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，28min内接近吸收平衡，平衡吸收量可达22.21wt.％。
实施例3
称取柠檬酸87.69g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取硝酸氧锆37.19g和硝酸锂19.19g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入尿素41.79g，加入浓氨水121.09mL，再加入碳酸钾3.85g，80℃恒温搅拌6h，形成溶胶；溶胶在120℃干燥得到凝胶；凝胶在650℃焙烧8h，得到粒径为100～400nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于500℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，20min内可达吸收平衡，平衡吸收量达20.76wt.％，结果见图3。
实施例4
称取柠檬酸91.56g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取硝酸氧锆38.81g和硝酸锂20.03g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入尿素43.61g，加入浓氨水126.40mL，再加入碳酸钾6.03g，90℃恒温搅拌6h，形成溶胶；溶胶在120℃干燥得到凝胶；凝胶在650℃焙烧10h，得到粒径为100～600nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于500℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，22min内可达吸收平衡，平衡吸收量达18.8wt.％。
实施例5
称取柠檬酸99.49g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取硝酸氧锆42.19g和硝酸锂21.77g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入尿素47.40g，加入浓氨水137.36mL，再加入碳酸钾8.72g，80℃恒温搅拌6h，形成溶胶；溶胶在120℃干燥得到凝胶；凝胶在650℃焙烧12h，得到粒径为100～300nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于500℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，25min内可达吸收平衡，平衡吸收量达23.84wt.％。
实施例6
称取柠檬酸137.70g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取氧氯化锆70.54g和碳酸锂16.15g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入浓氨水95.06mL，再加入氟化钾16.46g和氧化钇3.95g，70℃恒温搅拌18h，形成溶胶；溶胶在200℃干燥得到凝胶；凝胶在700℃焙烧3h，得到粒径为200～600nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于600℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，21min左右可达吸收平衡，平衡吸收量达21.57wt.％。
实施例7
称取柠檬酸82.91g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取硝酸锆44.69g和醋酸锂21.63g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入浓氨水645.60mL，再加入氟化钠2.21g，80℃恒温搅拌6h，形成溶胶；溶胶在160℃干燥得到凝胶；凝胶在400℃焙烧12h，得到粒径为200～500nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于580℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，29min内可达吸收平衡，平衡吸收量达23.46wt.％。
实施例8
称取柠檬酸82.92g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取硝酸锆44.62g和硝酸锂18.15g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入尿素79.02g，加入浓氨水161.4mL，再加入氯化镁2.09g、氧化钇0.93g，60℃恒温搅拌12h，形成溶胶；溶胶在100℃干燥得到凝胶；凝胶在600℃焙烧12h，得到粒径为100～600nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于550℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，27min内可达吸收平衡，平衡吸收量达22.61wt.％。
实施例9
称取柠檬酸86.11g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取硝酸氧锆36.54g和醋酸锂33.44g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入尿素45.85g，再加入碳酸钾4.41g、氧化钇0.72g、硝酸铝0.19g，加热搅拌溶解，50℃恒温搅拌24h，形成溶胶；溶胶在50℃干燥得到凝胶；凝胶在600℃焙烧12h，得到粒径为100～300nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于550℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，30min内可达吸收平衡，平衡吸收量达23.95wt.％。
实施例10
称取柠檬酸73.56g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取氧氯化锆37.61g和醋酸锂23.91g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入尿素35.77g，加入浓氨水282.28mL，再加入硝酸钠2.84g、硝酸铬1.34g，80℃恒温搅拌6h，形成溶胶；溶胶在100℃干燥得到凝胶；凝胶在650℃焙烧12h，得到粒径为200～500nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于550℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，25min内可达吸收平衡，平衡吸收量达23.07wt.％。
实施例11
称取柠檬酸87.19g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取硝酸氧锆70.54g和硝酸锂36.97g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入浓氨水95.24mL，再加入氟化钾2.60g和氧化钇1.26g，90℃恒温搅拌6h，形成溶胶；溶胶在120℃干燥得到凝胶；凝胶在650℃焙烧8h，得到粒径为200～500nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于500℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，14min左右可达吸收平衡，平衡吸收量达23.61wt.％，结果见图4。
实施例12
称取柠檬酸63.34g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取氢氧化锆15.93g和碳酸锂8.87g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入尿素49.64g，加入浓氨水260.48mL，再加入碳酸钾1.39g、氧化钇2.26g、硝酸铁0.61g，90℃恒温搅拌4h，形成溶胶；溶胶在150℃干燥得到凝胶；凝胶在700℃焙烧6h，得到粒径为200～500nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于550℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，27min内可达吸收平衡，平衡吸收量达22.58wt.％。
实施例13
称取柠檬酸441.31g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取硝酸锆59.39g和碳酸锂14.13g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入尿素56.92g，加入浓氨水153.14mL，再加入硝酸钠7.4g、钛酸四丁酯1.36g、硝酸铈0.34g，70℃恒温搅拌6h，形成溶胶；溶胶在180℃干燥得到凝胶；凝胶在600℃焙烧10h，得到粒径为100～600nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于550℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，23min内可达吸收平衡，平衡吸收量达21.86wt.％。
实施例14
称取柠檬酸229.34g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取氧氯化锆58.92g和氢氧化锂25.78g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入尿素54.92g，加入浓氨水294.88mL，再加入氟化钾5.36g、氯化镁5.79g、硝酸铁1.14g、钛酸正丁酯1.17g，80℃恒温搅拌6h，形成溶胶；溶胶在140℃干燥得到凝胶；凝胶在650℃焙烧12h，得到粒径为200～700nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于550℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，30min内可达吸收平衡，平衡吸收量达21.48wt.％。
实施例15
称取柠檬酸155.07g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取硝酸氧锆32.87g和硝酸锂16.98g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；向混合溶液中加入硝酸钾5.01g、硝酸锶1.04g、硝酸铁1.89g、钛酸正丁酯2.51g，氧化钇1.67g，90℃恒温搅拌6h，形成溶胶；溶胶在130℃干燥得到凝胶；凝胶在600℃焙烧10h，得到粒径为200～500nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于550℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，25min内吸收量可达20.38wt.％。
实施例16
称取柠檬酸63.05g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取硝酸氧锆26.79g和硝酸锂11.04g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后加入尿素20.69g，再加入硝酸钾3.78g、氧化钇0.91g、硝酸铁1.26g、钛酸正丁酯1.68g，硝酸钴2.91g，70℃恒温搅拌6h，形成溶胶；溶胶在110℃干燥得到凝胶；凝胶在600℃焙烧10h，得到粒径为100～500nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于550℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，15min内可达吸收平衡，平衡吸收量达23.52wt.％。
实施例17
称取柠檬酸70.22g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取氢氧化锆17.79g和硝酸锂12.34g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入尿素23.03g，加入浓氨水86.69mL，再加入碳酸钠4.72g、氧化钇1.22g、硝酸铁1.40g、正硅酸乙酯2.33g，硝酸铜1.61g，溶于适量去离子水，加入上述混合溶液中，70℃恒温搅拌6h，形成溶胶；溶胶在140℃干燥得到凝胶；凝胶在600℃焙烧8h，得到粒径为100～600nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于550℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，30min内可达吸收平衡，平衡吸收量达22.18wt.％。
实施例18
称取柠檬酸172.31g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取氢氧化锆16.81g和硝酸锂12.41g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后向混合溶液中加入尿素65.29g，加入浓氨水81.92mL，再加入碳酸钠4.48g、氧化钇1.17g、硝酸铝0.75g、正硅酸乙酯2.20g，硝酸铜1.52g，90℃恒温搅拌6h，形成溶胶；溶胶在180℃干燥得到凝胶；凝胶在700℃焙烧8h，得到粒径为100～500nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于550℃，CO2分压为0.25bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，29min内可达吸收平衡，平衡吸收量达23.13wt.％。
实施例19
称取柠檬酸55.01g，加入烧杯中，用适量去离子水溶解，制得溶液；称取硝酸氧锆23.37g和硝酸锂10.85g，加入制得的溶液中，加热搅拌溶解，得到混合溶液；然后加入尿素26.22g，再加入碳酸钠4.77g，90℃恒温搅拌5h，形成溶胶；溶胶在120℃干燥得到凝胶；凝胶在650℃焙烧8h，得到粒径为100～500nm的锂基锆酸盐材料。将合成的锂基锆酸盐材料于550℃，CO2分压为0.10bar(平衡气为N2)的气氛下恒温，20min内可达吸收平衡，平衡吸收量达14.26wt.％，结果见图5。
Claims (8)
1.一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法，其特征在于：该制备方法采用柠檬酸溶胶-凝胶法，其制备方法包括以下步骤：
(1)取柠檬酸溶于水配制成柠檬酸溶液；
(2)在柠檬酸溶液中加入锆盐和锂盐，搅拌溶解；
(3)在加有锆盐和锂盐的柠檬酸溶液中加入pH调节剂和掺杂元素的物质，经搅拌，形成溶胶；
(4)溶胶经干燥得到凝胶；
(5)凝胶经高温煅烧后得到锂基锆酸盐材料。
2.根据权利1所述的一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法，其特征在于在步骤(3)中加入的pH调节剂为尿素与氨水的混合物。
3.根据权利1所述的一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法，其特征在于在步骤(2)中加入的锆盐为硝酸锆、硝酸氧锆、氢氧化锆或氧氯化锆中的一种。
4.根据权利1所述的一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法，其特征在于在步骤(2)中加入的锂盐为碳酸锂、硝酸锂、氢氧化锂或醋酸锂中的一种。
5.根据权利1所述的一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法，其特征在于在步骤(3)中加入的掺杂元素为Na、K、Mg、Al、Si、Cu、Y、Ti、Cr、Fe、Ce中的一种或一种以上，掺杂元素物质的形式为碳酸盐、硝酸盐、卤化物、氢氧化物或酯类。
6.根据权利1所述的一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法，其特征在于在步骤(4)中溶胶干燥温度为50～200℃，干燥时间2～48h。
7.根据权利1所述的一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法，其特征在于在步骤(5)中凝胶高温煅烧温度为400～700℃，煅烧时间3～12h。
8.根据权利2所述的一种高温下高效吸收CO2的锂基锆酸盐材料的制备方法，其特征在于所用物料的摩尔比为：锆盐∶锂盐∶柠檬酸∶尿素∶氨水∶掺杂元素＝1∶0.8～2.4∶1.5～12∶0～20∶0～40∶0～1.0。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011100319992A CN102101698A (zh) | 2011-01-27 | 2011-01-27 | 一种高温下高效吸收co2的锂基锆酸盐材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011100319992A CN102101698A (zh) | 2011-01-27 | 2011-01-27 | 一种高温下高效吸收co2的锂基锆酸盐材料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102101698A true CN102101698A (zh) | 2011-06-22 |
Family
ID=44154791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011100319992A Pending CN102101698A (zh) | 2011-01-27 | 2011-01-27 | 一种高温下高效吸收co2的锂基锆酸盐材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102101698A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102351244A (zh) * | 2011-07-11 | 2012-02-15 | 浙江师范大学 | 一种在高温下可高效吸收co2的锂基锆酸盐材料的制备方法 |
| RU2659256C1 (ru) * | 2017-11-28 | 2018-06-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения высокотемпературных адсорбентов CO2 |
| CN112023870A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-12-04 | 重庆大学 | 一种强化重整甲烷反应的高温co2吸附剂的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101774636A (zh) * | 2009-11-19 | 2010-07-14 | 浙江师范大学 | 高温下可快速吸收co2的锆酸锂材料的制备方法 |
-
2011
- 2011-01-27 CN CN2011100319992A patent/CN102101698A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101774636A (zh) * | 2009-11-19 | 2010-07-14 | 浙江师范大学 | 高温下可快速吸收co2的锆酸锂材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 《华南理工大学学报（自然科学版）》 20080731 袁文辉 等 CO2吸附剂掺钾锆酸锂的制备及性能表征 26-31 1-8 第36卷, 第7期 2 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102351244A (zh) * | 2011-07-11 | 2012-02-15 | 浙江师范大学 | 一种在高温下可高效吸收co2的锂基锆酸盐材料的制备方法 |
| CN102351244B (zh) * | 2011-07-11 | 2014-05-21 | 浙江师范大学 | 一种在高温下可高效吸收co2的锂基锆酸盐材料的制备方法 |
| RU2659256C1 (ru) * | 2017-11-28 | 2018-06-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения высокотемпературных адсорбентов CO2 |
| CN112023870A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-12-04 | 重庆大学 | 一种强化重整甲烷反应的高温co2吸附剂的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102489324B (zh) | F、n共掺杂可见光响应钒酸铋光催化剂及其制备方法 | |
| CA3132392C (en) | Rare-earth-manganese/cerium-zirconium-based composite compound, method for preparing same and use thereof | |
| US10933406B2 (en) | Method of preparing large-size high-porosity Fe-doped photocatalytic porous magnetic microspheres and uses thereof | |
| CN103752323B (zh) | 具有纳米多壁球状尖晶石结构的脱硝催化剂的制备方法 | |
| CN104722292A (zh) | 一种埃洛石/稀土钙钛矿复合scr催化剂及其制备方法 | |
| CN104525266A (zh) | 一种金属有机骨架材料光催化剂的制备方法与应用 | |
| CN101791548A (zh) | 一种可见光催化剂BiVO4及其制备方法 | |
| CN101774636A (zh) | 高温下可快速吸收co2的锆酸锂材料的制备方法 | |
| CN102351244B (zh) | 一种在高温下可高效吸收co2的锂基锆酸盐材料的制备方法 | |
| CN102275988A (zh) | 一种微波水热法合成单斜相钒酸铋光催化剂粉体的方法 | |
| CN102101698A (zh) | 一种高温下高效吸收co2的锂基锆酸盐材料的制备方法 | |
| CN106111108A (zh) | 一种掺杂纳米氧化锌的制备方法及其在光催化方向的应用 | |
| CN103240074A (zh) | 一种暴露高活性晶面的钒酸铋光催化剂及其制备方法 | |
| CN107983336A (zh) | 一种镨掺杂钨酸铋光催剂及其制备方法 | |
| Tang et al. | Piezoelectric catalytic, photocatalytic and adsorption capability and selectivity removal of various dyes and mixed dye wastewater by ZnO nanoparticles | |
| CN106881081A (zh) | 一种三维有序介孔锰铈复合氧化物催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN102658210B (zh) | 一种印迹掺杂介孔TiO2微球及其制法和用途 | |
| CN102942221A (zh) | 一种水热合成法制备棒状Fe4(VO4)4·5H2O 微晶的方法 | |
| CN106582604A (zh) | 一种氧化铈萤石立方结构铈镧固溶体及其制备方法 | |
| CN107970918B (zh) | 一种球形脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN105289576A (zh) | 一种ZnAl-LDO@Nb2O5光催化材料的制备方法 | |
| CN111905834A (zh) | 一种BiOBrxI1-x/ZIF-8复合光催化剂的制备方法 | |
| CN102527409A (zh) | 钨氮二元共掺杂纳米TiO2光催化剂及其制备方法 | |
| CN106865594A (zh) | 一种水相氟化铈微粒的制备方法及其应用 | |
| CN102658116A (zh) | 一种掺杂稀土元素氧化铋型光催化剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110622 |