[发明专利]一种高效吸附环境二氧化碳的分子筛材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效吸附环境二氧化碳的分子筛材料及其制备方法，由分子筛和一种或多种有机胺通过化学键合形式链接组成，其中有机胺键合于分子筛内外表面，所述高效吸附环境二氧化碳的分子筛材料对环境中二氧化碳进行清除，达到净化空气的目的，所述分子筛为ZSM‑5分子筛、MCM‑41分子筛或MOR分子筛，所述有机胺为乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙醇胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺、聚丙烯胺或氨基脲中的一种或者多种。

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体属于吸附材料制备领域，特别是一种高效吸附环境二氧化碳的分子筛材料及其制备方法。

背景技术

全球大气中CO₂浓度从工业化时代开始出现迅猛增长，特别是近十年间大气中CO₂浓度的增长速度非常快，由于大气中CO₂浓度升高将导致全球气温升高5℃，海平面上升。温室气体的增加造成了全球温度上升，从而引起了一系列问题如干旱、洪涝、海平面上升、极端气候等，严重影响了地球的生态平衡以及人类未来的生存环境，对经济的发展也产生了严重的影响，因而引起了各国的广泛关注。《自然·气候变化》专刊在线发表英国丁铎尔气候变化研究中心的科研报告数据显示，美国、中国、欧盟、印度等国家和地区的二氧化碳排放量在2011年全球碳排放总量中占据的份额最大。根据国际能源组织预测，到2030年世界能源需求量将比现在大幅度增长，然而在近期内风能、水能、生物质能等可再生能源还处在研究开发阶段不能满足目前能源需求的增长，化石燃料还将继续大量使用，用以保证全球能源供给要求。

显然，在非化石能源体系完整建立之前，需要人类采取有效措施防止CO₂排放到大气中以减缓温室效应，而CO₂吸附技术是减少二氧化碳排放的重要举措。在CO₂吸附技术中，吸附材料是直接影响吸附效果的重要因素。目前在所有的吸附技术中，应用最多的吸附材料是胺溶剂，此种吸附材料的优点是吸附容量高、选择性好，但是胺作为一种液体的状态本身存在可再生能耗高，对设备具有腐蚀性强等缺点，且只适用于中或低浓度的二氧化碳吸收，因此研发一种新型吸附环境二氧化碳的材料具有很好的市场前景。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种高效吸附环境二氧化碳的分子筛材料及其制备方法，将有机胺附着在分子筛上，不仅具有有机胺的优点，而且克服了液体有机胺的缺点。

为了解决技术问题，本发明的技术方案是：本发明公开了一种高效吸附环境二氧化碳的分子筛材料，由分子筛和一种或多种有机胺通过化学键合形式链接组成，其中有机胺键合于分子筛内外表面，所述高效吸附环境二氧化碳的分子筛材料对环境中二氧化碳进行清除，达到净化空气的目的。

优选的，所述分子筛为ZSM-5分子筛、MCM-41分子筛或MOR分子筛。

优选的，所述有机胺为乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙醇胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺、聚丙烯胺或氨基脲中的一种或者多种。

优选的，一种如上所述的高效吸附环境二氧化碳的分子筛材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）分子筛前处理：利用去离子水和乙醇洗涤分子筛，去除分子筛的浮灰、可溶性盐和有机物，接着置于烘箱中干燥，然后密封保存；

（2）浸渍：将步骤（1）中处理后的分子筛加入0.01~5mol/L有机胺溶液中，常温搅拌0.5~5h、超声浸渍0.5~2h；

（3）将步骤（2）中的有机胺溶液过滤掉，接着干燥，得到附着有机胺的分子筛。

优选的，所述步骤（2）中分子筛与有机胺溶液的重量比为1:1~100。

优选的，所述步骤（2）中常温搅拌2~4h，超声浸渍1h。

优选的，所述步骤（3）中干燥温度为100~130℃，干燥时间为8~12 h。