[发明专利]聚胺基多孔复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及硫化氢的分离纯化领域，公开了一种聚胺基多孔复合材料及其制备方法和应用。本发明的聚胺基多孔复合材料的制备方法包括以下步骤：1)制备负载有二氧化碳分子接枝改性聚胺的多孔材料的步骤；2)使所述负载有二氧化碳分子接枝改性聚胺的多孔材料中接枝在聚胺上的二氧化碳分子除去的步骤。利用本发明的聚胺基多孔复合材料的制备方法制得的复合材料对硫化氢具有良好的吸附能力。

技术领域

本发明涉及硫化氢的分离纯化领域，具体涉及一种聚胺基多孔复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

硫化氢是一种具有高毒性、腐蚀性、易燃性并具有臭鸡蛋味的气体污染物，对环境保护和人身安全易造成极大的威胁。在工业上，硫化氢气体一般产生于油田开硫化氢是一种具有高毒性、腐蚀性、易燃性并具有臭鸡蛋味的气体污染物，对环境保护和人身安全易造成极大的威胁。在工业上，硫化氢气体一般产生于油田开采、天然气净化和煤气净化等，常常腐蚀工业生产设备并使催化剂失活，同时因其具有剧毒，在低浓度下就能致人死亡。因此，必须对排放的硫化氢气体进行严格治理。

目前，工厂里使用的脱除硫化氢的主要技术是采用胺类溶液，原因是胺类溶液对于酸性气体具有很高的吸附量和选择性。然而，这种技术有几个不容忽视的缺点，例如胺类溶液再生的高能耗和使用过程中由于挥发和降解导致的溶剂的损失。

为了开发高效能的硫化氢吸附分离技术，一系列的多孔材料，如多孔碳、分子筛、金属有机框架材料和共价有机框架材料等被用来研究硫化氢吸附分离。其中，金属有机骨架材料和共价有机框架近年来受研究者关注。它们具有超高的比表面和可功能化等优点，在气体分离领域具有极大的应用前景。但是该多孔材料对气体的选择吸附性能有待进一步提高。

近年来，极少数研究者采用有机胺分子注入金属框架、分子筛、二氧化硅等材料，合成复合多孔吸附材料的报道引起广泛关注。由于有机胺分子与硫化氢具有适度的亲和力，制备的有机胺基复合多孔材料的吸附性能具有明显提高。但是，有机胺分子在多孔材料孔中容易团聚，使得高性能聚胺基固体吸附材料的制备难度非常大，急需研发高效的制备技术。

发明内容

本发明的技术目的是开发一种聚胺基多孔复合材料的制备方法，利用该方法制得的复合材料对硫化氢具有良好的吸附能力。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种聚胺基多孔复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤，

1)制备负载有二氧化碳分子接枝改性聚胺的多孔材料的步骤；

2)使所述负载有二氧化碳分子接枝改性聚胺的多孔材料中接枝在聚胺上的二氧化碳分子除去的步骤。

优选地，步骤1)包括：使聚胺与二氧化碳进行第一接触，使得二氧化碳分子接枝在所述聚胺上，得到二氧化碳分子接枝改性聚胺后，通过浸渍法使二氧化碳分子接枝改性聚胺负载在多孔材料上。

优选地，步骤1)包括：在二氧化碳氛围下，使聚胺与多孔材料进行第二接触。

优选地，所述的聚胺的重均分子量为50-200000，优选地，所述的聚胺的重均分子量为100-10000。

优选地，所述聚胺为聚乙烯亚胺。

优选地，所述的多孔材料为金属有机框架材料、共价有机框架材料、多孔分子筛和多孔二氧化硅中的至少一种。

优选地，所述的多孔材料的孔大小为0.4-20nm。

优选地，所述的多孔材料的比表面积为300m²/g以上，进一步优选为300-7000m²/g。

优选地，步骤1)使得得到的聚胺基多孔复合材料中，聚胺成分的负载量为多孔材料的30-300重量％。