[发明专利]利用疏浚滇池底泥制备高温CO2吸附剂的方法

说明书

本发明公开一种利用疏浚滇池底泥制备高温CO₂吸附剂的方法，其利用疏浚滇池底泥作为硅源，以LiNO₃为锂源，通过固相方法混合，在特定温度下煅烧后制备Li₄SiO₄基高温CO₂吸附剂；该吸附剂在650‑850℃具有优越的CO₂吸附性能，同时在变温、变压条件下都具有良好的循环稳定性能；该制备方法既降低了Li₄SiO₄基高温CO₂吸附剂的成本，又为底泥处置提供了一条新的途径，实现了以废治废的目的。

技术领域

本发明涉及一种利用疏浚滇池底泥制备高温CO₂吸附剂的方法，属于CO₂吸附剂的制备技术领域。

背景技术

众所周知，全球气候变暖已成为国际热点话题。气候的变化引起了冰川融化、海平面上升、干旱等一系列问题，严重地威胁了人类的生存发展。美国气候组织（NOAA）于2015年5月6日发布的数据显示2015年3月全球大气中的CO₂月平均浓度已经达到400 ppm，这意味着引起全球变暖的CO₂含量增加趋势在全球持续加剧。因此，CO₂的捕获对于控制全球变暖显得尤为重要。

当下对于CO₂的捕获方法主要有溶液吸收、固体材料吸附和膜分离技术等；溶液吸收受温度的限制，而膜分离技术选择性低、分离纯度不高、普遍成本较高。因此，固体材料的吸附表现出巨大的优势。目前适用于CO₂捕获的高温固体吸附剂主要有氧化钙基吸附剂、锆酸盐基吸附剂和硅酸盐基吸附剂。在实际应用中，氧化钙基吸附剂因为在吸-脱附循环过程中烧结现象严重，严重影响到其后续应用。虽然锆酸锂有较长的研究历史，但其存在制取价格昂贵，成本过高，反应速率较慢等问题；并且经过多次循环使用后，相对于其他高温吸附材料，硅酸锂(Li₄SiO₄)基高温CO₂吸附剂因其具有较高的CO₂吸附容量和较快的吸附速率，并且有较好的循环稳定性，可应用于吸附增强型产氢和吸附增强型产甲烷反应中而备受关注。而对于Li₄SiO₄基高温CO₂吸附剂来说，其多利用纯化学药品制备，除了吸附量、吸附速率和循环稳定性外，吸附剂的成本也十分关键，为降低成本，研究者们致力于寻找廉价原材料作为硅源制备Li₄SiO₄基高温CO₂吸附剂，如：采用固体废弃物或矿物质等作为硅源制备Li₄SiO₄基高温CO₂吸附剂，然而制备出的Li₄SiO₄基高温CO₂吸附剂只能实现单纯的变温或变压循环。

滇池位于云南省昆明市西南部，是中国著名的高原淡水湖泊之一。滇池曾经具有城市生活饮用水源、疗养、工农业用水、防洪、养殖、径流调节及航运等功能，是一个多功能型淡水湖泊。但随着滇池周边经济和社会的发展，大量污水排入滇池，使其水体受到严重污染。云南省所采取的滇池水污染综合治理的重要措施为生态清淤工程和截污工程，通过不断疏竣湖底污泥来逐步减轻滇池内源污染负荷；同时通过对入湖河道整治、建设城市污水处理厂，从源头上减少污染源排放，积极地改善了滇池水体的水质，恢复水生生态环境。然而在疏竣过程中，大量的污泥的处理处置成为新的问题。由于疏浚的滇池底泥中除含有机物外，还含有丰富的二氧化硅（SiO₂）、氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)等无机化合物。利用底泥制备CO₂吸附剂虽已有报道，但主要是利用底泥制备碳基或含SiO₂的低温CO₂吸附剂，而利用底泥作为硅源制备高温CO₂吸附剂尚未见报道。

发明内容