[发明专利]一种制备对苯二甲酸盐气体吸附剂的方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种制备对苯二甲酸盐气体吸附剂的方法，具体涉及一种制备C₈H₄O₄·R_x化合物（其中R为Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Ba、Zn，x为1-2）的方法。

背景技术

气体分离广泛地应用在化工、能源、环境保护等领域。气体分离技术包括低温精馏、膜分离和吸附分离。低温精馏指将气体冷凝成液体，按照各组分蒸发温度的不同将混合气体分开，其缺点是能耗太高、对容器规格要求高。膜分离指以膜为工作介质，用不同的能量形式，如压力差、电位差、浓度差和温度差等为推动力的分离技术，其缺点是膜在压力下易栓塞、易污染、会断丝、易引起二次污染，运营成本高。吸附分离是利用吸附剂对混合气体各组分的吸附能力不同将混合气体分离成纯组份的过程，其分离过程是基于选择性吸附而实现的，具有高效、节能、环境友好的优点。随着越来越多的孔隙度和表面性质可控的新型吸附材料的开发，吸附分离成为越来越重要的气体分离技术，广泛应用于N₂和CH₄的分离、CO₂的捕捉等。

吸附分离技术应用的关键是吸附剂—具有各种微孔结构和大比表面多孔材料，其选择性是分离效果的决定因素，选择性越高，分离提纯的效果越好。因此，高选择性吸附剂的研究一直是气体分离领域的研究重点。

发明内容

本发明的目的在于获得一种微孔结构可调的对苯二甲酸盐气体吸附剂的方法，主要是利用金属离子调控吸附剂微孔结构和比表面积，从而得到具有高选择性气体吸附剂。

一种制备对苯二甲酸盐气体吸附剂的方法，所述对苯二甲酸盐的化学组成为C8H4O4·Rx（其中R为Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Ba、Zn，x为1-2）。所述化合物C8H4O4·Rx的制备包括：所述的对苯二甲酸盐制备包括：（1）将对苯二甲酸溶解于一定浓度的氨水中，加入含R的盐溶液，使得反应体系溶液pH值≥8，对苯二甲酸/R摩尔比为1.0：（1.0～2.5），反应温度为10～50 ℃，时间为1～15 h；（2）将步骤（1）得到的沉淀进行过滤、氨水洗涤、干燥得到所述对苯二甲酸盐。本发明的吸附剂可用于吸附分离N2、CO2、CH4等气体。

优选地，步骤（1）中，所述加入的氨水量应能控制反应体系溶液pH不低于8。

优选地，步骤（1）中，所述含R的盐溶液为R的氢氧化物、碳酸盐、氯化物或其组合。

优选地，步骤（1）中苯二甲酸/R摩尔比为1.0：（1.1～2.2），且反应温度为20～30 ℃，时间为2～10 h。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明开发了一种有机物金属盐，拓宽了吸附剂开发的研究领域和研究方向；

2、本发明开发的对苯二甲酸盐吸附剂，具有合成方法简单、反应条件温和易控制；

3、本发明合成的对苯二甲酸盐，无毒、性质稳定，具有较高的气体吸附量和选择性。

 附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为实例1的合成的C₈H₄O₄Li₂的XRD图，其中，X射线衍射仪是以2θ的角度扫描整个衍射区域；

图2为353 K下CO₂在实例1合成的C₈H₄O₄Li₂上的吸附平衡曲线；

图3为实例2合成的C₈H₄O₄Ca的XRD图，其中，X射线衍射仪是以2θ的角度扫描整个衍射区域；

图4为N₂在实例2合成的C₈H₄O₄Ca上的吸附等温线；

图5为实例3合成的C₈H₄O₄Mg的XRD图，其中，X射线衍射仪是以2θ的角度扫描整个衍射区域；

图6为CH₄在实例3合成的C₈H₄O₄Mg上的吸附等温线；