[发明专利]一种液相研磨二氧化碳促溶剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种液相研磨二氧化碳促溶剂的制备方法，具体操作过程包括如下步骤：(1)在通风橱内取羧甲基‑β‑环糊精、亚硫酰氯于三口烧瓶中，油浴加热回流、磁力搅拌，冷却至室温并减压蒸去亚硫酰氯，即得产物A；(2)取产物A、壳聚糖、N‑甲基甲酰胺、吡啶于三口烧瓶中，油浴加热回流、磁力搅拌，冷却至室温，抽滤，依次用乙酸、蒸馏水多次洗涤，干燥后即得产物B；(3)取单乙醇胺、N‑甲基二乙醇胺、蒸馏水于三口烧瓶中，水浴加热、磁力搅拌，缓慢滴加萜品醇，最后加入产物B，搅拌均匀即得二氧化碳促溶剂。本发明能促进二氧化碳的溶解、加快碳酸钙沉淀的生成，进而提升矿物碳化的反应速率及反应程度。

技术领域

本发明涉及外加剂技术领域，具体为一种液相研磨二氧化碳促溶剂及其制备方法与应用。

背景技术

二氧化碳是大气中最重要的温室气体，它在2017年的平均浓度再创新高，达405.5ppm，二氧化碳会带来诸多的不利影响，使全球气候异常，气候变化对人类赖以生存的自然环境产生了破坏性的影响，包括极端天气事件的增多、海平面上升、农作物生长受影响等，因此控制碳排放以减缓全球气候变暖已成为重要的全球议题。

湿法固碳是指在反应溶液介质中，二氧化碳溶于水形成碳酸，矿石在碳酸的作用下逐步溶解并生成碳酸盐沉淀的过程，湿法固碳工艺以可碳化的工业固体废弃物为原料，不仅可以实现固废资源化利用，而且可以封存二氧化碳，被广泛认为是目前极具应用前景的二氧化碳封存技术之一，但湿法固碳存在着二氧化碳在水中溶解度低的问题，严重限制了其在工业方面的应用。

中国专利CN202111674577.7公开了一种用于碳矿化制品的添加剂及其制备方法和应用，所述添加剂包括中空玻璃纤维、沸石、介孔二氧化硅等多孔材料和石蜡、聚亚胺脂、二元脂肪酸等固液相变材料，上述专利利用多孔材料的吸附性来促进碳矿化，然而，大多数吸附剂需要高解吸能量来保持二氧化碳的连续捕获，且捕获的效果并不理想。

因此，制备出一种液相研磨二氧化碳促溶剂来促进二氧化碳溶解更具有市场价值与应用前景。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种液相研磨二氧化碳促溶剂及其制备方法与应用，通过添加本发明制得的液相研磨二氧化碳促溶剂，与未添加相比，固碳量提升70％，固碳时间缩短40％。

羧甲基-β-环糊精具有多孔表面结构和接枝的官能团如CH₂COO，同时骨架中也有大量的羟基基团，对二氧化碳有很强的选择性吸附，其对二氧化碳吸附的特征可归因于分子空腔、氢键、OR基团和COOR基团的存在，碱化和醚化通过钠原子和羧甲基部分取代伯羟基和仲羟基的氢而破坏氢键，从而使β-环糊精的更多内部疏水空腔暴露于二氧化碳分子，从而使更多的二氧化碳分子吸附到分子空腔中，与β-环糊精相比，羧甲基-β-环糊精的二氧化碳吸附能力在低温下也明显增强。

碳酸是一种比乙酸更强、接近乳酸的酸，众所周知，醋酸与乳酸具有溶解壳聚糖的能力，因此二氧化碳气体，即碳酸，也具有这种能力，壳聚糖与环糊精交联更容易溶解于水溶液中，同时其具有氨基，能与碳酸反应形成水溶性的壳聚糖阳离子和碳酸氢根，然后钙基固废中的钙离子与碳酸氢根再反应，最后生成碳酸钙沉淀，通过此反应，碳酸被消耗，这说明了壳聚糖能增加二氧化碳气体的溶解度，当反应结束时，壳聚糖能以纤维的形式充填到钙基固废内，实现增强增韧。

萜品醇别名松油醇，工业上以松节油为原料制得，是一种混合物，以a-松油醇为主，为无色黏稠液体，其价格低廉，是合成香料中产量较大的品种之一，广泛应用于配制日用和食用香精，萜烯醇中的极性羟基倾向于与水相作用，而其他非极性基团则倾向于被吸附在气泡表面，常存在于气液界面的萜烯醇能明显降低气泡的表面张力，防止气泡聚集，提高小气泡的稳定性，保持小的二氧化碳气泡有利于二氧化碳向溶液中的传质。

本发明实现目的之一所采用的技术方案是：一种液相研磨二氧化碳促溶剂的制备方法，具体操作过程包括如下步骤：