[发明专利]一种碳基二氧化碳吸附剂的制备方法及应用

摘要

本发明提供了一种碳基二氧化碳吸附材料的制备方法及应用，用于解决现有技术中缺乏在低压下对二氧化碳具有良好吸附性能的吸附材料的问题。本发明先综合利用无溶剂研磨聚合和融盐碳化制备碳质前驱体，再用氧化剂对其进行表面氧化，最后再用强金属性阳离子的盐或碱的水溶液进行离子交换得到表面均匀引入强金属离子的碳基吸附剂，对部分所述强金属离子掺杂碳基吸附剂进行热处理获得热处理金属离子掺杂碳材料。该系列碳基吸附剂在40℃、0.15 bar CO₂条件下对二氧化碳的吸附量最高达到了4.58wt%。本发明所制备碳基二氧化碳吸附材料不仅在其制备方法上具有独创性，且在低压（＜1bar）条件下对二氧化碳具有优异的吸附性能。

主权项

1.一种碳基二氧化碳吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：步骤1)，将基质碳材料的原料和无机盐进行无溶剂研磨聚合，经老化后得到初始基质碳材料，然后对所述初始基质碳材料进行融盐碳化、洗涤、过滤及干燥，得到基质碳材料，所述无机盐包括氯化锌，所述基质碳材料的原料包括：合成酚醛树脂基基质碳材料的间苯二酚和对苯二甲醛，或者合成脲醛树酯基基质碳材料的尿素和对苯二甲醛；步骤2)，采用氧化剂对所述基质碳材料进行表面氧化反应，获得氧化产物；步骤3)，对所述氧化产物进行洗涤、过滤及干燥后获得氧化碳材料，并将所述氧化碳材料加入到金属离子改性剂中进行离子交换，所述金属离子改性剂为含强金属性阳离子的盐或碱的水溶液，选自Mg(NO3)2、MgCl2、NaOH、NaCl、NaNO3、KOH、KCl、KNO3、葡萄糖酸钾C6H11KO7、K2CO3、LiNO3、LiCl中的任意一种水溶液；步骤4)，将离子交换后的产物进行洗涤、过滤及干燥后得到金属离子掺杂碳材料，或将部分所述金属离子掺杂碳材料进行热处理获得热处理金属离子掺杂碳材料。