[发明专利]一种用于二氧化碳捕获的复合材料的制备方法和应用

说明书

本发明提供一种用于二氧化碳捕获的复合材料的制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：S1、配制含多元醛和含氮杂环化合物的冰乙酸混合溶液；S2、将混合溶液在保护气下室温搅拌，加入三氯化铁继续搅拌，得有机聚合物前驱液，将其放置于水热反应釜中，加热反应，得有机聚合物反应液；S3、将有机聚合物反应液冷却后，洗涤、干燥，得有机聚合物；S4、配制含二乙烯苯、偶氮二异丁腈的乙酸乙酯混合溶液；S5、将有机聚合物研磨后放置于水热反应釜中，加入乙酸乙酯混合溶液，加热反应后，取出冷却并干燥，得复合材料。本发明所制备的复合材料具有较好的疏水性能，用于在水汽环境下对二氧化碳的捕获，减小对烟气中二氧化碳捕获过程中水汽的影响。

技术领域

本发明属于二氧化碳捕获材料领域，特别是涉及一种用于二氧化碳捕获的复合材料的制备方法和应用。

背景技术

我国目前已经成为全球最大的二氧化碳排放国，其特有的“多煤、少油、缺气、贫铀”的资源禀赋决定了仅仅依靠调整能源消费和产业结构，难以同时实现社会经济发展及二氧化碳减排的双重目标。煤化工过程作为一种重要的二氧化碳排放源，亟待开展针对性的二氧化碳回收和资源化利用新技术研发，从而带动煤化工这一传统高碳行业的节能降耗和转型升级，为相关企业形成新的经济效益增长点。在上述新的技术体系中，煤化工过程中二氧化碳的低成本分离回收是第一步。

二氧化碳捕获是指通过不同的技术手段，从工业排放源或直接从大气中，通过不同的技术手段，实现二氧化碳的分离和富集，从而获取高纯度二氧化碳，供给下游进行利用和封存。目前，二氧化碳捕获主要包括四种实施策略：燃烧前捕获、富氧燃烧、燃烧后捕获和直接空气捕获，其中燃烧后碳捕获技术的研究尤为急迫，这主要是因为该过程非常适合热电、钢铁和矿石冶炼等大型固定排放源，几乎是当前解决大规模排放的唯一方法。

在燃烧后捕获过程中，由于烟气中二氧化碳浓度低，分压小，而且杂质成分复杂，特别是水汽含量较高。采用常规二氧化碳捕获材料对初步净化后的烟气进行捕获时，烟气中的水汽会占据二氧化碳捕获材料的吸附位，严重影响捕获材料对二氧化碳的吸附性能。尽管国内外人员对二氧化碳捕获材料进行了大量研究，并在干态气体捕获条件下取得了较好的二氧化碳吸附效果，但很少有研究关于疏水性二氧化碳捕获材料的制备的报道。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于二氧化碳捕获的复合材料的制备方法和应用，用于解决现有技术中的二氧化碳捕获材料对烟气进行捕获时，由于烟气中的水汽占据二氧化碳捕获材料的吸附位，使得捕获材料对二氧化碳的吸附性能较低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于二氧化碳捕获的复合材料的制备方法，所述复合材料的制备方法包括以下步骤：

S1、将多元醛和含氮杂环化合物溶解于冰乙酸中，配制成混合溶液；

S2、将所述混合溶液在保护气体下室温搅拌一段时间，然后加入三氯化铁继续搅拌，得到有机聚合物前驱液，将所述有机聚合物前驱液放置于水热反应釜中，加热反应，得到有机聚合物反应液；

S3、将所述有机聚合物反应液冷却后，用水和有机溶剂洗涤多次，放置于真空干燥箱中干燥，得到有机聚合物；

S4、将二乙烯苯、偶氮二异丁腈加入乙酸乙酯溶液中，室温搅拌，得到乙酸乙酯混合溶液；

S5、将步骤S3中所得到的所述有机聚合物进行研磨，研磨后放置于水热反应釜中，加入步骤S4中得到的所述乙酸乙酯混合溶液，加热反应一段时间后，取出冷却并干燥，得到复合材料。

优选地，步骤S1中所述多元醛为间苯二甲醛、对苯二甲醛、均苯三甲醛中的一种或组合。

优选地，步骤S1中所述含氮杂环化合物为吡咯、吡啶、咪唑、喹啉中的一种或组合。