[发明专利]一种Cu(I)/Y吸附剂的制备方法及其在动态脱除低浓度CO中的应用

说明书

本发明提供一种Cu(I)/Y吸附剂的制备方法及其在动态脱除低浓度CO中的应用，制备方法包括如下步骤：S1将还原剂与氯化铜负载在NaY分子筛上，或者将NaY分子筛加入到氯化铜溶液中进行浸渍，再滴加草酸钾，草酸钾与氯化铜反应生成草酸铜，负载到NaY分子筛上；S2干燥，N₂保护下焙烧2‑5h，得到Cu(I)/Y吸附剂。本发明采用廉价的还原剂和氯化铜制备Cu(I)/Y的吸附剂，在440‑460℃焙烧时，铜元素分散更加均匀，所得的Cu(I)/Y的吸附剂在动态脱附实验中具有优异的吸附性能，对CO的穿透吸附量可达53mg/L，能够适用于工业应用。

技术领域

本发明属于化工分离领域，具体涉及一种Cu(I)/Y吸附剂的制备方法及其在动态脱除低浓度CO中的应用。

背景技术

随着化学合成工业的发展，一氧化碳已经成为一种重要的化工合成原料，CO主要以煤造气之后的变换气、干水煤气、电石炉尾气、煤制合成气、低温甲醇洗来尾气来产生。CO作为一种重要的化工原料，用以合成聚碳酸酯、甲醇、聚氨基甲酸、乙二醇、甲酸、乙酸等高附加值的化工产品，并且可以作为还原气体用于冶金、电子等行业；另一方面，在某些工业过程中，要求脱除一氧化碳，例如提纯电子级CO₂，将一氧化碳脱到ppb级。因此，从气体混合物中分离和回收CO是有效利用CO的关键。在从气体混合物中分离速率CO的许多方法中，变压吸附(PSA)或变温吸附(TSA)基于气固系统的循环吸附，在低能耗和工艺经济性方面发挥着越来越重要的作用。

在π-络合机理中，因为CO既可以提供电子，又可以被授予电子。而Cu⁺既有空s轨道能被授予电子，也可以给予电子填充满一氧化碳的d轨道。于是CO-Cu+形成化学键时，CO分子2(5σ)或4(5σ+1π)轨道提供的电子和Cu⁺的空4s轨道重迭，构成σ组分；而Cu⁺中填充满的3d轨道和CO空反2π键轨道重轨，构成π组分。这些结构导致了Cu⁺对CO的吸收力强，形成的络合物也非常稳定，可用于实现CO的吸收分离。

然而鉴于以往报道中用到的铜盐价格昂贵，不利于工业应用，而且现有测试性能方式不适合于工业应用。

发明内容

本发明主要在于采用廉价的还原剂和氯化铜制备Cu(I)/Y吸附剂，并将Cu(I)/Y吸附剂应用于动态脱除低浓度CO。

本发明的技术方案如下：

一种Cu(I)/Y吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

S1将还原剂与氯化铜负载在NaY分子筛上，干燥，得到负载后的NaY分子筛；

S2将负载后的NaY分子筛在N₂保护下于300-500℃焙烧2-5h，得到Cu(I)/Y吸附剂；

氯化铜(原料)与还原剂(原料)的摩尔比为0.5-3，铜元素(原料)的摩尔量与NaY分子筛(原料)的质量比为2-8mmol/g。

步骤S2中焙烧温度为440-460℃，更进一步地，焙烧温度为450℃。

所述还原剂为乙酸铜，步骤S1具体包括将NaY分子筛加入到乙酸铜和氯化铜的混合溶液中进行浸渍，过滤，干燥，得到负载后的NaY分子筛；氯化铜与乙酸铜的摩尔比为0.5-2。

所述还原剂为尿素或草酸铜，步骤S1具体包括将NaY分子筛加入到氯化铜溶液中进行浸渍，过滤，干燥，再与尿素或草酸铜固相研磨，得到负载后的NaY分子筛；铜元素(原料)的摩尔量与NaY分子筛(原料)的质量比为2-6mmol/g。

本发明还提供一种制备Cu(I)/Y吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

S1将NaY分子筛加入到氯化铜溶液中进行浸渍，再滴加草酸钾，草酸钾与氯化铜反应，生成草酸铜，负载到NaY分子筛上，干燥，得到负载后的NaY分子筛；