[发明专利]氨基功能化多孔CO2吸附材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种氨基功能化多孔CO₂吸附材料的制备方法，将多孔材料与一定的氨基改性剂、分散剂在高速搅拌混合器中进行预混合；再将预混合的多孔材料送入高速超细粉碎机进行充分的剪切、粉碎、混合、分散，得到混合均匀的多孔复合材料；最后将制得的多孔材料在烘箱干燥，使改性剂与多孔材料进行充分反应，得到氨基功能化多孔吸附材料。本发明制备过程中没有使用大量的有机溶剂，不会造成环境污染，制备方法简单，操作方便，制造成本低，易于工业化生产，是一种环境友好的制备方法。

技术领域

本发明涉及多孔吸附材料制备方法，具体涉及一种CO₂吸附用氨基功能化多孔吸附材料的制备方法。

背景技术

吸附法是对CO₂捕集回收的常用方法，具有能耗低、吸附量大、设备简单、操作方便、选择性高、可应用范围广等优点。而吸附材料的制备是吸附法分离CO₂技术关键因素之一。

氨基功能化多孔吸附材料由于有较大的孔容、高的比表面积等优点，同时，表面的氨基功能团能够与CO₂进行反应，通过化学吸附作用来提高对CO₂的吸附选择性和吸附能力。因此，氨基功能化多孔材料作为一种新型高性能的吸附剂被广泛用于CO₂吸附研究。

目前常用的氨基功能化多孔吸附材料的制备方法是浸渍法。该方法需要将多孔材料与氨基改性剂浸渍于一种或几种活性组分的有机溶液如甲醇、无水乙醇或甲苯中，并经过蒸发、干燥后将改性剂负载在材料孔道内壁。该方法的缺点是制备过程中需要大量有机溶剂，容易造成环境污染，同时，制备过程中容易造成多孔材料孔结构的破坏，从而影响其对CO₂的吸附效果。同时，制备工程比较复杂，难于满足工业化生产的要求。

发明内容

本发明的目的是：提供一种氨基功能化多孔CO₂吸附材料的制备方法，不使用溶剂而是利用高速超细粉碎机给物料施加强大的离心力、剪切力，从而产生优异的混合分散效果，获得分散稳定性良好的功能化多孔材料。

本发明的技术解决方案是：将多孔材料与一定的氨基改性剂、分散剂在高速搅拌混合器中进行预混合；再将预混合的多孔材料送入高速超细粉碎机进行充分的剪切、粉碎、混合、分散，得到混合均匀的多孔复合材料；最后将制得的多孔材料在烘箱干燥，使改性剂与多孔材料进行充分反应，得到氨基功能化多孔吸附材料。

其中，具体步骤如下：

第一步骤：将多孔材料放入80-100℃烘箱中干燥4-6小时；在高速搅拌混合器中依次加入100重量份烘干的多孔材料、10-80重量份氨基改性剂、0-10重量份分散剂，混合5-20分钟，转速50-500rpm，其中每搅拌5分钟停3分钟，以防止摩擦发热使材料粘连；

第二步骤：将上述预混合的复合材料送入高速超细粉碎机进行充分混合，转速为500-2000 r/min，粉碎时间30-120min；

第三步骤：将步骤二得到的复合材料放入60-80℃烘箱中真空干燥4-6小时，使氨基改性剂与多孔材料进行充分反应，得到氨基功能化多孔CO₂吸附材料。

其中，第一步骤中采用的多孔材料为凹土棒粘土、沸石分子筛、二氧化硅、金属有机骨架、活性炭、碳纳米管。

其中，第一步骤的氨基改性剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺、多乙烯多胺。

其中，第一步骤中采用的分散剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、吐温、高级脂肪酸、聚丙烯酸盐和聚甲基丙烯酸盐。

其中，第二步骤中采用的高速超细粉碎机为机械粉碎机、气流粉碎机、超声波粉碎机。

本发明具有以下优点：