[发明专利]离子液体/天然多孔无机矿物复合材料在捕获CO2

说明书

本发明公开了离子液体/天然多孔无机矿物复合材料在捕获CO₂中的应用。采用传统离子液体或低共熔溶剂为气体捕获与束缚材料，天然多孔无机矿物为支撑材料及气体吸附材料，两者结合得到的YCTC‑2复合材料，用于技术固碳增加碳吸收，应用于碳达峰、碳中和领域，本发明与现有技术相比，优点为：(1)原材料成本低廉、易得，制备过程简单，对设备要求不高；(2)制备的YCTC‑2复合材料较公开报道的其它CO₂气体吸附材料的效果有显著进步，可用于技术固碳；(3)复合材料回收方便、可重复使用，环境友好且容易工业放大。

技术领域

本发明涉及一种基于天然多孔无机矿物材料与离子液体或低共熔溶剂构建的复合材料，在自然温度条件下捕获、吸收CO₂气体的应用方法，属于“碳达峰、碳中和”目标下的技术固碳领域。

背景技术

为采取有力措施，降低二氧化碳排放，努力实现碳中和，进行能源结构调整，实行重点领域减排和金融减排。

此外，“碳中和”要求增加碳吸收，来抵消产生的二氧化碳，实现二氧化碳“零排放”。碳吸收包含技术固碳和生态固碳A两个部分。本技术属于前者，即碳捕集、利用和封存技术（CCUS）。由于二氧化碳排放量巨大，迫切需要低成本、高吸附量的吸收剂。

发明内容

本发明的目的是提出一种离子液体/天然多孔无机矿物复合材料在捕获CO₂中的应用方法，采用传统的无毒无害、自然环保的离子液体或低共熔溶剂DES为气体捕获与束缚材料，天然的、无毒无害、自然环保的多孔无机矿物为骨架支撑材料及气体吸附材料，两者通过常温常压、几乎零碳排放的方式复合得到的YCTC-2复合材料，在“双碳”目标下用以技术固碳，实现CO₂的捕集、封存。

实现本发明目的的技术解决方案是，采用传统的无毒无害、自然环保的离子液体或者低共熔离子溶剂DES为气体捕获与束缚材料，天然的、无毒无害、自然环保的多孔无机矿物为支撑材料及气体吸附材料，两者通过常温常压、几乎零碳排放的方式复合得到的YCTC-2复合材料，在“碳达峰、碳中和”目标下用以大规模的、常温常压下的技术固碳，实现CO₂的捕集、封存；其中传统的无毒无害、自然环保的离子液体有有机阳离子和阴离子（有机或者无机）构成，低共熔溶剂DES是由氢键受体与氢键供体混合而成；天然的、无毒无害、自然环保的多孔无机矿物是包括珍珠岩、火山石、海泡石、硅藻土、沸石、蒙脱土、凹凸棒土、膨胀蛭石的任意一种；复合材料YCTC-2的构建具体步骤如下：

将一定量的物质A（提供有机阳离子，或为DES的氢键受体）、一定量的95%乙醇、一定量的天然多孔无机矿物、依次加入到反应釜中，常温常压条件下搅拌1~2 h后，然后进行干燥（可根据实际需要进行晾干或者烘干），加入一定量的物质B（提供阴离子，或为DES的氢键供体）、一定量的无水乙醇，常温常压条件下搅拌1-2 h后，干燥（可根据实际需要进行晾干或者烘干）得到固体粉末，在100 ℃下真空干燥2 h（或者可根据实际需要进行晾干或者烘干）得到复合材料YCTC-2；其中，搅拌可以是人力、风力、太阳能、水能等可再生能源为动力，离子液体或低共熔溶剂的负载量是天然多孔无机矿物质量的1~25 %。

本发明的复合材料YCTC-2的制备过程中，传统离子液体或低共熔溶剂DES的负载量为天然多孔无机矿物质量的1~25%，该比例可以根据工作环境的需要随意进行调控。