[发明专利]一种调控钙基CO2

说明书

本发明公开了提供一种调控钙基CO₂吸附剂的微观结构的方法，所述方法包括：将四水硝酸钙和一水柠檬酸溶解于去离子水中，获得混合液；将所述混合液恒温水浴，获得凝胶；将所述凝胶陈化、烘干，获得干凝胶；将所述干凝胶恒温点燃，燃尽后进行煅烧，通过控制所述恒温点燃条件和所述煅烧条件，获得不同微观结构的钙基CO₂吸附剂；所述恒温点燃的条件为：以2～10℃/min的速率由室温升温至480～520℃下恒温点燃；所述煅烧条件为：以9～11℃/min的速率由480～520℃升温至840～860℃下煅烧15～25min。本发明通过改变达到点燃温度的升温速率进而控制所合成的吸附剂的微观形貌从而改变对应吸附剂的碳捕集性能。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别涉及一种调控钙基CO₂吸附剂的微观结构的方法。

背景技术

人类活动大量排放CO₂，使得温室效应对生态环境的影响不断加剧。煤炭在我国目前的能源结构中仍占主导地位，其中燃煤电厂所排放的CO₂总量巨大，不容忽视。在燃烧后CO₂捕集技术领域，钙基吸附剂具有来源广泛，价格低廉，可再生利用，吸附容量大等一系列优势从而获得广泛关注。

然而，目前对钙基吸附剂而言，不可避免的问题是随着CO₂捕集过程的进行，产物碳酸钙在吸附剂外层积累，堵塞孔隙，反应进入产物层扩散阶段使得反应速率下降；以及随着碳酸化-煅烧循环次数增加，烧结作用使得吸附剂的CO₂捕集能力迅速下降。为改善天然钙基吸附剂的性能，目前相关的研究工作着眼于提升钙基吸附剂的CO₂捕集速率与捕集能力以及延缓多循环下CO₂捕集能力的下降。其中溶胶凝胶燃烧合成法作为合成纳米材料的一项重要技术，近年来也被用于制备纳米级别钙基吸附剂的研究。

因此，如何开发一种调控钙基CO₂吸附剂的微观结构的方法，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种调控钙基CO₂吸附剂的微观结构的方法，通过改变达到点燃温度的升温速率进而控制所合成的吸附剂的微观形貌，从而改变对应吸附剂的碳捕集性能。

本发明提供了一种调控钙基CO₂吸附剂的微观结构的方法，所述方法包括：

将四水硝酸钙和一水柠檬酸溶解于去离子水中，获得混合液；

将所述混合液恒温水浴，获得凝胶；

将所述凝胶陈化、烘干，获得干凝胶；

将所述干凝胶恒温点燃，燃尽后进行煅烧，通过控制所述恒温点燃条件和所述煅烧条件，获得不同微观结构的钙基CO₂吸附剂；

其中，所述恒温点燃的条件为：以2～10℃/min的速率由室温升温至480～520℃下恒温点燃；所述煅烧条件为：以9～11℃/min的速率由480～520℃升温至840～860℃下煅烧15～25min。

在一些实施方式中，所述混合液中，所述四水硝酸钙、所述一水柠檬酸和所述去离子水的摩尔比为1：1：(33～37)。

在一些实施方式中，所述恒温水浴中温度为75～85℃，时间为3～5h。

在一些实施方式中，所述陈化中，温度为23～27℃，时间为18～22h。

在一些实施方式中，所述烘干包括：先于75～85℃下烘干3～6h，后于100～120℃烘干10～14h。

在一些实施方式中，所述恒温点燃中，点燃温度为500℃。

在一些实施方式中，所述恒温点燃中，所述速率为2℃/min。