CN106111082B - 高活性的co2吸附剂及其制备方法 - Google Patents
高活性的co2吸附剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106111082B CN106111082B CN201610549227.0A CN201610549227A CN106111082B CN 106111082 B CN106111082 B CN 106111082B CN 201610549227 A CN201610549227 A CN 201610549227A CN 106111082 B CN106111082 B CN 106111082B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- concentration
- aqueous solution
- adsorbent
- solution
- cmc
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
- B01J20/041—Oxides or hydroxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明提供一种高活性的CO2吸附剂及其制备方法。制备方法,包括下述步骤:1)配制质量分数浓度为0.15~0.4%的CMC水溶液;2)取上述浓度的CMC水溶液,加入水溶性钙盐或其水溶液,溶解混匀后,静置;3)动荡下加入碱性溶液,反应完成即得到所述高活性的CO2吸附剂。按照上述的方法,获得液相体系,不需要再经过繁复的处理即可直接应用。其中氢氧化钙颗粒粒度在100nm以下,活性更高,对CO2吸附的效果更好。另外产品体系中没有添加有害物质,可确保使用安全。CMC发挥纳米粒子稳定剂作用,产品在长期储藏过程中不容易产生粒子聚集而丧失活性。
Description
技术领域
本发明涉及CO2吸附剂,具体是高活性的CO2吸附剂及其制备方法。
背景技术
CO2作为主要的温室气体,其在大气中的含量与日俱增,造成严重的温室效应,引起了国际社会普遍关注,也成为人类社会面临的急需解决的重要问题。吸附分离技术作为从各类工业排气中捕集CO2最有效技术之一,一直备受研究者的青睐。而在吸附分离技术中,研发具有高吸附容量、高选择性和良好循环利用性能的CO2吸附剂成为技术的关键。
目前已有多种能吸附CO2的吸附剂。纳米氢氧化钙作为吸附CO2的典型材料,一直被研究,还由于可以去除NOx,可作为固体废物焚烧的脱氯剂、脱硫剂、可环境消纳塑料的高效助剂,所以在环境保护和减少排放方面越来越受到重视。在制备纳米氢氧化钙方面,CN104069793 A公开一种高吸附活性氢氧化钙纳米颗粒的制备方法,包括以下步骤:CaCl2放入三颈瓶中,加入去离子水溶解,采用磁力搅拌器搅拌;称取SDS或PEG,加入到三颈瓶中搅拌溶解;NaOH 溶于去离子水中,然后滴入三颈瓶中,搅拌反应0.5h~2.5h得到浆体;将浆体抽滤后,洗涤后干燥,制备出颗粒均匀、呈单分散纳米Ca(OH)2粉体,颗粒粒度为200nm~300nm。CN1800025公开一种纳米氢氧化钙的制备方法,是在钙离子为原料的液相体系中,采用水溶性高分子聚合物作为模板,超声波震荡1小时,形成无机-高聚物均相体系后,加入碱性溶液,超声波振荡半小时,生成物经洗涤、离心、干燥,制备得到具有高分子包覆层的纳米氢氧化钙,可作为固体废物焚烧的脱氯剂、脱硫剂、可环境消纳塑料的高效助剂;所采用的水溶性高分子聚合物是指PVA124、PEG6000、PAA-NH4、PVP、PVA124、天然高分子甲壳胺;碱性溶液为在NaOH、KOH或氨水碱性溶液。
上述两种方法中,前者得到的氢氧化钙颗粒粒度太大,比表面积和活性都还不够;后者得到的是具有高分子包覆层的纳米氢氧化钙,并且没有公开所得到的产品的具体参数。另外两者均没有涉及在吸附CO2方面的情况。
发明内容
为了克服已有技术的缺陷,为解决纳米氢氧化钙吸附CO2提供新的材料和方法,获得颗粒粒度更小、使用更加方便的可以高效吸附CO2的吸附剂,本发明提供一种高活性的CO2吸附剂及其制备方法。
本发明提供的高活性的CO2吸附剂的制备方法,包括下述步骤:
1)配制质量分数浓度为0.15~0.4%的CMC水溶液;
2)取上述浓度的CMC水溶液,加入水溶性钙盐或其水溶液,溶解混匀后,静置;
3)动荡下加入碱性溶液,反应完成即得到所述高活性的CO2吸附剂;
其中:CMC与钙离子的摩尔比为0.2~0.22:1,碱性溶液中氢氧根离子的摩尔数为与钙离子完全反应的量。
所述的混匀方式包括:搅动、震荡、超声处理或其他的可以使得体系达到均一状态的常规方法。所述的动荡是指搅动、震荡、超声处理或其他的可以使得体系处于运动状态的常规方法,便于加入的碱性溶液快速混匀和进行反应。
按照上述的方法,获得液相体系,不需要再经过繁复的处理即可直接可以应用。其中氢氧化钙颗粒粒度在100nm以下,活性更高,对CO2吸附的效果更好。另外产品体系中没有添加有害物质,可确保使用安全。CMC发挥纳米粒子稳定剂作用,产品在长期储藏(至少6个月)过程中不容易产生粒子聚集而丧失活性。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以有如下的选择和改进。
作为优选,在步骤1),CMC水溶液的质量分数浓度为0.2~0.3%。此时,氢氧化钙颗粒粒度在50nm以下。
更优化的方案是:在步骤1),CMC水溶液的质量分数浓度为0.25%。此时,氢氧化钙颗粒粒度在20nm以下。
进一步,在步骤2),静置时间为8~16h。
本发明中,所述水溶性钙盐选自:Ca(NO3)2、CaCl2;碱性溶液选自:NaOH、KOH或氨水。氨水本身能吸收空气中的二氧化碳,有利于提高所得产品的吸附性。
优选地,碱性溶液为NaOH溶液。较好的方案是NaOH溶液浓度为0.05~1mol/L,更好的是NaOH溶液浓度为0.2mol/L。
本发明在步骤3),碱性溶液加入速度为2~10ml/min。这样的连续地缓慢地并且是在动荡下加入碱性溶液,可以使反应进行得更加顺利。
本发明的另一个目的是提供由上述所述的方法制备的高活性的CO2吸附剂。
附图说明
图1是普通 Ca(OH)2粒子的电镜图,其中粒子直径为~ 2000 nm。
图2是本发明实施例1方法所得的Ca(OH)2纳米粒子高活性的CO2吸附剂的电镜图,其中粒子直径为~ 100 nm。
图3是本发明实施例1方法所得的Ca(OH)2纳米粒子产物的XRD图。
图4是本发明实施例1方法所得的吸附剂产品与单纯CMC的红外光谱对比图。
图5是CMC浓度对Ca(OH)2纳米粒子的影响曲线图。图中显示在CMC质量分数浓度为0.25%时,Ca(OH)2纳米粒子直径最小,可达20nm以下。在CMC水溶液的质量分数浓度为0.2~0.3%时,氢氧化钙颗粒粒度在50nm以下。在CMC水溶液的质量分数浓度为0.15~0.4%时,氢氧化钙颗粒粒度在100nm以下。
图6是本发明实施例1方法所得的Ca(OH)2纳米粒子高活性的CO2吸附剂对CO2吸收结果曲线图。
具体实施方式
实施例1
配制质量分数为0.25%CMC水溶液,取上述浓度的CMC水溶液50mL(CMC的量为0.00052mol),加入0.2778g(钙离子的摩尔数为0.0025mol)CaCl2,振荡2h后,静置12h,以流速为4ml/min加入浓度为0.2mol/L的NaOH溶液25ml(NaOH中的氢氧根离子量为0.005mol),振荡1.5 h,得到纳米氢氧化钙吸附剂即本发明所述的高活性的CO2吸附剂。
实施例2
配制质量分数为0.25%CMC水溶液,取上述浓度的CMC水溶液50mL(CMC的量为0.00052mol),加入0. 2778g(钙离子的摩尔数为0.0025mol)CaCl2,振荡2h后,静置12h,以流速为4ml/min加入浓度为0.2mol/L的KOH溶液25ml(KOH中的氢氧根离子量为0.005mol),振荡1.5 h,得到纳米氢氧化钙吸附剂即本发明所述的高活性的CO2吸附剂。
实施例3
配制质量分数为0.25%CMC水溶液,取上述浓度的CMC水溶液50 mL(CMC的量为0.00052mol),加入0.2778 g(钙离子的摩尔数为0.0025mol)CaCl2,振荡2h后,静置12h,以流速为4ml/min加入浓度为0.2mol/L的氨水25ml(NH3·H2O中的氢氧根离子量为0.005mol),振荡1.5 h,得到纳米氢氧化钙吸附剂即本发明所述的高活性的CO2吸附剂。
实施例4
取实施例1的产品进行CO2吸收实验,检测经过吸附处理后的空气中的CO2浓度,经过显示在40分钟时间内,检测到的CO2浓度几乎为零(如图6),说明吸附效果很好。
Claims (6)
1.高活性的CO2吸附剂的制备方法,包括下述步骤:
1)配制质量分数浓度为0.15~0.4%的CMC水溶液;
2)取上述浓度的CMC水溶液,加入水溶性钙盐,溶解混匀后,静置;
3)动荡下加入碱性溶液,反应完成即得到所述高活性的CO2吸附剂;
其中:CMC与钙离子的摩尔比为0.2~0.22:1,碱性溶液中氢氧根离子的摩尔数为与钙离子完全反应的量;
水溶性钙盐选自:Ca(NO3)2、CaCl2;碱性溶液选自:NaOH、KOH或氨水;NaOH溶液浓度为0.05~1mol/L;KOH溶液浓度为0 .2mol/L;氨水浓度为0 .2mol/L;
在步骤2),静置时间为8~16h;
在步骤3),碱性溶液加入速度为2~10ml/min。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在步骤1),CMC水溶液的质量分数浓度为0.2~0.3%。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在步骤1),CMC水溶液的质量分数浓度为0.25%。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:碱性溶液为NaOH溶液。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:NaOH溶液浓度为0. 2 mol/L。
6.权利要求1~5任意一项所述的方法制备的高活性的CO2吸附剂。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2016102590746 | 2016-04-25 | ||
CN201610259074 | 2016-04-25 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106111082A CN106111082A (zh) | 2016-11-16 |
CN106111082B true CN106111082B (zh) | 2019-01-29 |
Family
ID=57282581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610549227.0A Expired - Fee Related CN106111082B (zh) | 2016-04-25 | 2016-07-13 | 高活性的co2吸附剂及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106111082B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102140915B1 (ko) * | 2018-11-27 | 2020-08-05 | 한국에너지기술연구원 | 이산화탄소의 광물화 반응 장치 및 이산화탄소의 고정화 방법 |
CN112588302B (zh) * | 2020-12-22 | 2022-12-13 | 河池学院 | 一种含ɑ-MnO2的光催化体系、其制备方法及应用 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102784630A (zh) * | 2012-07-25 | 2012-11-21 | 华中科技大学 | 一种钙基co2吸附剂的制备方法 |
CN104069793A (zh) * | 2014-06-21 | 2014-10-01 | 总装备部工程设计研究总院 | 一种高吸附活性氢氧化钙纳米颗粒的制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0020656D0 (en) * | 2000-08-23 | 2000-10-11 | Molecular Products Ltd | Improvements in or relating to carbon dioxide absorbent formulations |
-
2016
- 2016-07-13 CN CN201610549227.0A patent/CN106111082B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102784630A (zh) * | 2012-07-25 | 2012-11-21 | 华中科技大学 | 一种钙基co2吸附剂的制备方法 |
CN104069793A (zh) * | 2014-06-21 | 2014-10-01 | 总装备部工程设计研究总院 | 一种高吸附活性氢氧化钙纳米颗粒的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
硫化亚铁纳米粒子吸附地下水中的镉;李佳 等;《环境工程学报》;20160331;第10卷(第3期);第1264-1270页 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106111082A (zh) | 2016-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102602973B (zh) | 利用电石渣合成超细碳酸钙的方法 | |
CN103275336B (zh) | 一种经干燥后易再分散的纤维素晶体的制备方法 | |
CN103028735B (zh) | 一种半微米钴粉的制备方法 | |
CN107954623B (zh) | 一种固体废弃物表面原位生长纳米颗粒的制备方法 | |
Zhao et al. | Morphology control in the synthesis of CaCO3 microspheres with a novel CO2-storage material | |
CN106622380B (zh) | 一种脱硝催化剂及其制备方法和应用 | |
CN103819760B (zh) | 一种制备高性能炭黑母胶的工艺方法 | |
CN106111082B (zh) | 高活性的co2吸附剂及其制备方法 | |
CN1800025A (zh) | 一种纳米氢氧化钙的制备方法 | |
CN103535376A (zh) | 一种具有抗菌与吸附功能的纳米氧化锌-竹炭复合粒子的制备方法 | |
CN103819856B (zh) | 聚丙烯酸钠原位生长普鲁士蓝纳米晶复合材料及其制备方法和应用 | |
Zeng et al. | Adsorption of heavy metal ions in water by surface functionalized magnetic composites: a review | |
CN103752323A (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 | |
CN104237339A (zh) | 一种四氧化三钴-氧化锌/石墨烯三元复合物及其制备方法 | |
CN106492758B (zh) | 一种碳基二氧化碳吸附剂的制备方法及应用 | |
CN104211036A (zh) | 羟基磷灰石及其制备方法 | |
CN107745129A (zh) | 一种纳米银粉、其制备方法及应用 | |
CN111036249A (zh) | 一种FexP/Mn0.3Cd0.7S复合光催化剂及其制备方法与应用 | |
Han et al. | Facile synthesis of Fe3Pt-Ag nanocomposites for catalytic reduction of methyl orange | |
CN108675289A (zh) | 一种石墨烯分散液的制备方法 | |
CN109836803A (zh) | 一种具有抗菌功能的防水透气薄膜材料 | |
CN105469920A (zh) | 一种半胱氨酸修饰的磁性纳米材料的超重力制备方法 | |
CN107570117A (zh) | 一种双金属负载型空气净化材料的制备方法 | |
Lin et al. | Preparation and photocatalytic activity of Cu2O nanoparticles | |
CN102774874B (zh) | 一种纳米氧化锌的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190129 Termination date: 20210713 |