[发明专利]一种可用于高温CO2气体分离的LSCF/碳酸盐双相膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料制备技术领域，特别涉及一种可用于高温CO₂气体分离的LSCF/碳酸盐双相膜的制备方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的迅速发展，我国对能源的需求量呈现出加速增长的趋势。据多方预测，在未来相当长的一段时间内，我国对能源的需求量仍然将继续高速增长。巨大的能源消耗，一方面对我国的能源需求提出巨大挑战，另一方面，产生的大量气体也会对我国乃至全球气候变化带来一定影响，而其中对全球影响最大的则是温室效应，它已成为人们最受关注的环境问题之一。

研究表明，温室效应是由于温室气体(Greenhouse Gases，GHG)的大量排放而产生的，GHG主要包括二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)、氮氧化物(N₂O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)和六氟化硫(SF₆)，其中CO₂对全球升温影响最大。温室效应给人类带来的危害是全方位、多层次和多尺度的，如气候异常、海平面升高、冰川退缩、冻土融化等等。

化石燃料燃烧是主要的CO₂排放源，我国是燃煤大国，据DOE/EIAInternational Energy Outlook(2005)报道，我国煤燃烧排放的CO₂量占化石燃料CO₂排量的78％。因此，减少大气中温室气体含量，控制燃煤电厂烟道尾气CO₂排放是非常重要的环节。

基于当前新能源的开发和利用，正处于起步阶段，所以在技术和经济方面还存在着很大的问题，在这种形势下，以捕捉、封存和分离等技术手段相关的CO₂减排正成为全球关注的热点。CO₂的捕捉和封存都要涉及很大的能量损失和能量消耗，同时CO₂的分离具有很强的操作性和针对性，因此成为当前研究的热点。

CO₂气体分离包括吸收分离法、吸附分离法和膜分离法等。吸收分离法一般使用有机胺类化合物作为吸收剂，低温吸收高温解吸放出CO₂，从而完成CO₂的分离。美国专利US2886405A利用化学吸附剂(热的K₂CO₃)分离CO₂和H₂S的气体混合物，可以通过煮沸和除去水蒸气的方法再生，但是再生过程中有重大的能量消耗。因此，在以环保和可持续发展为主题的当今社会，此方法不被广泛应用。

吸附分离法是基于气体与吸附剂表面之间的分子间作用力来实现的，根据操作类型不同，可以分为变压吸附法(PSA)、变压真空吸附(VSA)和变温压吸附(TSA)，但是它们吸附容量和选择性低，能耗较高，所以不被广泛使用。

膜分离则是根据混合气体每种气体通过膜的选择性不同而进行的分离过程，是一种连续稳定，易于操作的过程。分压梯度是CO₂膜分离过程的推动力，根据材料的不同，可以将用于CO₂分离的膜分为有机膜(如聚酰亚胺、聚砜、乙基纤维素等)和无机膜(γ-Al₂O₃、沸石、碳分子筛等)。对于烟道中排出的CO₂气体而言，温度比较高，通常在几百甚至上千摄氏度，有机膜在此温度范围内的应用受限。而现在一些用于CO₂分离的无机膜，或者是分离过程中需要氧的供给，或者是高温膜的稳定性受到影响。因此，我们致力于研究一种新颖的用于CO₂分离的陶瓷/碳酸盐双相膜，它具有很高的离子-电子传导性，同时提高了高温下双相膜的稳定性和减少气流中对氧的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种可用于高温CO₂气体分离的LSCF/碳酸盐双相膜的制备方法。

一种可用于高温CO₂气体分离的LSCF/碳酸盐双相膜的制备方法，其特征在于，该方法步骤如下，

(1)合成LSCF粉体；