[发明专利]一种二氧化碳吸附材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化碳吸附材料的制备方法。该方法以淀粉和尿素作为反应物，在碱性物质作用下，常温使淀粉与尿素发生交联反应，得到糊状物质；然后经过干燥，在氮气保护下，600~1000℃高温活化；最后在酸性溶液中浸泡，用水洗涤至溶液为中性，过滤干燥得到二氧化碳吸附材料。本发明制备的吸附材料可用于低浓度二氧化碳的选择性吸附，如密闭环境，人类聚集较多的公共场所。

技术领域

本发明公开了一种二氧化碳吸附材料的制备方法。

背景技术

在通风不畅的集体环境中，人体呼出的二氧化碳集合起来可能会影响健康。尤其为保证密闭空间中工作人员的生命健康安全，严格控制密闭空间中二氧化碳浓度稳定在一个安全范围内是项非常重要的任务。

去除密闭空间中二氧化碳，膜技术的应用研究，包括支撑液膜技术、膜基气体吸收技术、凝胶膜技术及促进传递复合膜都有满意的效果。

还有其它二氧化碳吸附材料，主要包括碳基材料、沸石分子筛等，其中碳材料因其丰富的微孔结构，较高的比表面积，化学性质稳定。耐酸碱等特点，成为一种优良的吸附分离材料。

目前，活性碳材料对低浓度二氧化碳的吸附量普遍较小，活性碳的优良吸附性能主要取决于其特殊的孔结构，制备条件不同使得活性碳孔结构具有可调性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种二氧化碳吸附材料的制备方法。

本发明以淀粉以及尿素为反应物，在碱性物质作用下，常温使淀粉与尿素发生交联反应，然后经过高温活化得到二氧化碳吸附材料。

一种二氧化碳吸附材料的制备方法，其特征在于该方法以淀粉和尿素作为反应物，在碱性物质作用下，常温使淀粉与尿素发生交联反应，得到糊状物质；然后经过干燥，在氮气保护下，600 ~ 1000℃高温活化；最后在酸性溶液中浸泡，用水洗涤至溶液为中性，过滤干燥得到二氧化碳吸附材料。

本发明所述的淀粉选自红薯淀粉、马铃薯淀粉以及玉米淀粉中的一种。

本发明所述的碱性物质选自氢氧化钾以及碳酸钾中一种或两种。

本发明所述的酸性溶液选自盐酸、硫酸以及乙酸中的一种。

本发明所述的淀粉与尿素的质量比为1:0.1 ~1。

本发明制备的吸附材料具有高吸附量、优异循环稳定性以及对二氧化碳/氮气具有高选择性的特点。

本发明制备的二氧化碳吸附材料，呈粉末状，属于多孔活性碳吸附材料，采用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）表征了微观形貌结构，吸附材料具有均匀，比较规则的多孔结构，孔径范围为3 ~ 10 nm。

本发明使用淀粉与尿素作为原料，成本低廉，制备出的二氧化碳吸附材料具有高的比表面积和微孔体积，具有高二氧化碳吸附性能、高选择性、优异的循环稳定性。

本发明制备的吸附材料可用于低浓度二氧化碳的选择性吸附，如密闭环境，人类聚集较多的公共场所。

本发明实验表明：

1、将二氧化碳吸附材料置于密闭环境，其中压力为一个大气压，组成气体的体积分数为：2 %的CO₂，21 %的O₂，其余为N₂，吸附饱和后，CO₂的体积分数降至< 0.2 %，吸附量最高达到106mg g-1。

2、将二氧化碳吸附材料置于密闭环境中，其中压力为一个大气压，环境为1000-3500ppm的CO₂组成的空气， 1至3小时后测试CO₂浓度最低为500ppm。

具体实施方式

实施例1：