[发明专利]一种用于CO2

说明书

一种用于CO₂吸附的ZIF‑8/柚子皮复合材料的制备方法及应用；该方法是用氢氧化钠处理磨碎的柚子皮(Pp)粉末；用硝酸强氧化性处理水解后的柚子皮粉末并冷冻干燥；将羧基功能化的柚子皮(FPp)粉末浸泡在含有锌离子的溶液中；将上述溶液倒入含有2‑甲基咪唑溶液中，放在烘箱中加热进行反应，一段时间后，可获得负载MOF的柚子皮膜或者负载MOF的柚子皮粉末。本发明原料废物利用成本低且来源广泛，操作简单，无毒无害对环境友好，具有较好的吸附性能；所制备的用于CO₂吸附的ZIF‑8/柚子皮复合材料吸收CO₂吸附量高吸附速度显著。

技术领域

本发明涉及一种用于CO₂吸附的ZIF-8/柚子皮复合材料的制备方法及应用。

背景技术

随着科学技术的发展，人们生活水平的提高，由此带来的环境污染也日益受到广大人民的关注。在各种污染中，温室气体的危害及防治的严重性众所周知，世界范围内温室效应日趋严重，温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气的作用。这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。温室气体在大气中含量不足1％。大气层中主要的温室气体包括二氧化碳、甲烷、六氟化硫、一氧化二氮、氧化亚氮、氯氟碳化合物、全氟化碳及臭氧。二氧化碳被认为是效果最显著的温室气体，并且近几十年来人类的工业化活动加剧了二氧化碳的排放量，导致了温室气体在大气中的过量聚集，加剧了温室效应。温室气体不仅可能导致全球变暖，还可能给整个地球生态系统中的各种生物体带来影响。因此二氧化碳的处理方法迫在眉睫。

柚子皮以及农业“废皮”已被公认为是社会的一种生态负担。然而，“废料皮作为富含木质素纤维素的生物质材料，为生产可再生、低成本和可持续的CO₂吸附剂提供了新的思路。

ZIF-8是一种易于合成的纳米晶体,具有微孔孔尺寸的ZIF-8由于具有高比表面积和低的表面能，对小分子气体有很强的吸附能力，ZIF-8可以通过改变空气中CO₂的迁移趋势和路径，从而降低温室气体中CO₂含量。

发明内容

本发明目的是要解决全球气候变暖、传统化学吸附能源消耗、设备腐蚀、毒性的问题，以达到能降低CO₂污染的目的。提供一种新的废物利用思路用于CO₂吸附的ZIF-8/柚子皮复合材料的制备方法。

本发明包括以下步骤：

一、葡萄柚的果皮包括两部分，一部分是外皮，有油腺的柚皮，另一部分是白色海绵状中果皮；首先，将外果皮用小刀剥去把葡萄柚皮中果皮的白色海绵状中果皮部分切成立方体，在50～70℃下，在烘箱中干燥12h，并研磨成粉末，将磨碎的粉末10-15g置于400ml1mol/L的NaOH溶液中，加热80℃，加热3小时。并过滤洗涤至PH为7冷冻干燥；

二、取上述柚子皮粉末10-15g置于400ml1mol/L的硝酸溶液中，加热 80℃，加热2小时，并过滤洗涤至PH为7冷冻干燥；

三、将功能化柚子皮置于0.29376g的硝酸锌10ml甲醇溶液中，超声30 分钟后浸泡12h，得到前驱体；

四、将上述前驱体倒入含有0.32424g的2-甲基咪唑10ml甲醇溶液中，放在烘箱中在60℃温度下进行反应，12h后，抽滤后冷冻干燥可获得负载MOF 的柚子皮膜或者负载MOF的柚子皮粉末；

所述步骤三中Zn²⁺与功能化柚子皮组装的反应方法为静电自组装法。