一种吸附CO2的固体材料TiO制造技术

本发明专利技术提供一种吸附CO

A solid material TiO for CO2 adsorption

【技术实现步骤摘要】
一种吸附CO2的固体材料TiO2(Zr)的制备与改性方法
本专利技术属于吸附材料得制备
，具体涉及一种在较低温度、较低CO2浓度环境中具有高效CO2吸附性能的固体材料TiO2(Zr)的制备与改性方法。
技术介绍
CO2是重要的化工原料，已经被广泛应用于甲醇、环状碳酸酯、聚碳酸酯等多种具有重要工业价值的产品生产之中。然而，CO2也是主要的温室气体。利用固体材料对CO2进行捕集，并将其应用于化工生产之中，具有重要的理论意义与应用价值。CO2捕集技术中，CO2吸附因具有吸附量较大、对设备腐蚀性较小、循环使用性能优异等优点而倍受青睐。高效CO2吸附剂的制备是CO2吸附的关键。为了合成得到具有高效CO2吸附性能的吸附剂，研究者们开发了多种固体材料，如分子筛、金属有机框架(MOFs)材料、氧化石墨等。利用有机胺对这些固体材料进行改性可以获得较好的CO2吸附性能。目前，对于金属氧化物及其改性材料的制备关注较少。对金属氧化物表面性质进行调控后，也可以进一步固载有机胺，并将其应用于CO2吸附之中，获得较好的吸附性能。对金属氧化物表面性质进行调控，有望拓展CO2吸附剂类型，进一步推动CO2吸附发展。与分子筛不同，金属氧化物表面功能基团(如-OH)较少。此外，金属氧化物表面Lewis酸性较弱，难以实现有机胺的顺利固载。利用Lewis酸性较强的酸性物质对金属氧化物进行调控，使杂原子掺杂于金属氧化物骨架之中，替代部分原来的金属原子，有望提高金属氧化物的表面酸性。有机胺中富含孤对电子，可以与改性后的金属氧化物中杂原子反应，从而使更多有机胺固载有氧化物表面，提高CO2吸附性能。利用这种方法，有望获得新型CO2吸附剂，进一步推动CO2吸附发展。
技术实现思路
专利技术的目的是提供一种吸附CO2的固体材料TiO2(Zr)的制备与改性方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种吸附CO2的固体材料TiO2(Zr)的制备方法，包括下述步骤：将3g聚乙二醇在70-80℃温度下溶于100mL去离子水中；将金属盐加入至聚乙二醇溶液中，并逐滴加入钛酸四丁酯，搅拌3-5h；将上述反应产物转移至聚四氟乙烯内衬中并于160-180℃水热处理24-48h，将产物冷却，水洗至中性，干燥，得到氧化物TiO2(Zr)；上述制备方法中，金属盐选自硝酸氧锆或八水合氧氯化锆；上述改性方法中，所述金属盐与钛酸四丁酯的摩尔比为[0-0.15]:1。本专利技术还提供一种将上述制备的吸附CO2的固体材料TiO2(Zr)进行改性得到AmOH/TiO2(Zr)的方法，包括下述步骤：将有机胺溶于30g无水乙醇中，并加入吸附CO2的固体材料TiO2(Zr)，得到浑浊液；将悬浊液转移至聚四氟乙烯内衬中并于80-100℃水热处理6-8h，将产物冷却，离心，干燥，得到改性材料AmOH/TiO2(Zr)；上述改性方法中，有机胺选自乙醇胺、乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；上述改性方法中，所述有机胺与固体材料TiO2(Zr)的质量比为[0.2-0.45]:1。与现有技术相比，本专利技术得有益效果为：根据实验结果，本专利技术所提供的固体材料，在低浓度CO2环境中，具有CO2吸附容量较大、材料容易再生等特点。附图说明图1所示为本专利技术实施例中使用的CO2吸附装置简图。图2所示为本专利技术实施例1制得的固体材料CO2吸附量随时间变化曲线图。图3所示为本专利技术实施例11制得的固体材料CO2吸附量随时间变化曲线图。具体实施方式固体材料TiO2(Zr)的制备：制备例1a.将3g聚乙二醇在70℃温度下溶于100mL去离子水中；b.将0.47g硝酸氧锆加入至聚乙二醇溶液中，并逐滴加入13.706g钛酸四丁酯，搅拌3h；c.将上述反应产物转移至聚四氟乙烯内衬中并于160℃水热处理24h，将产物冷却，水洗至中性，干燥，得到氧化物TiO2(Zr)。制备例2a.将3g聚乙二醇在70℃温度下溶于100mL去离子水中；b.将0.7g硝酸氧锆加入至聚乙二醇溶液中，并逐滴加入13.706g钛酸四丁酯，搅拌3h；c.将上述反应产物转移至聚四氟乙烯内衬中并于160℃水热处理24h，将产物冷却，水洗至中性，干燥，得到氧化物TiO2(Zr)。制备例3a.将3g聚乙二醇在70℃温度下溶于100mL去离子水中；b.将0.93g硝酸氧锆加入至聚乙二醇溶液中，并逐滴加入13.706g钛酸四丁酯，搅拌3h；c.将上述反应产物转移至聚四氟乙烯内衬中并于160℃水热处理24h，将产物冷却，水洗至中性，干燥，得到氧化物TiO2(Zr)。制备例4a.将3g聚乙二醇在80℃温度下溶于100mL去离子水中；b.将1.16g硝酸氧锆加入至聚乙二醇溶液中，并逐滴加入13.706g钛酸四丁酯，搅拌5h；c.将上述反应产物转移至聚四氟乙烯内衬中并于180℃水热处理48h，将产物冷却，水洗至中性，干燥，得到氧化物TiO2(Zr)。制备例5a.将3g聚乙二醇在80℃温度下溶于100mL去离子水中；b.将1.4g硝酸氧锆加入至聚乙二醇溶液中，并逐滴加入13.706g钛酸四丁酯，搅拌5h；c.将上述反应产物转移至聚四氟乙烯内衬中并于180℃水热处理48h，将产物冷却，水洗至中性，干燥，得到氧化物TiO2(Zr)。制备例6a.将3g聚乙二醇在70℃温度下溶于100mL去离子水中；b.将0.65g八水合氧氯化锆加入至聚乙二醇溶液中，并逐滴加入13.706g钛酸四丁酯，搅拌3h；c.将上述反应产物转移至聚四氟乙烯内衬中并于160℃水热处理24h，将产物冷却，水洗至中性，干燥，得到氧化物TiO2(Zr)。制备例7a.将3g聚乙二醇在70℃温度下溶于100mL去离子水中；b.将0.97g八水合氧氯化锆加入至聚乙二醇溶液中，并逐滴加入13.706g钛酸四丁酯，搅拌3h；c.将上述反应产物转移至聚四氟乙烯内衬中并于160℃水热处理24h，将产物冷却，水洗至中性，干燥，得到氧化物TiO2(Zr)。制备例8a.将3g聚乙二醇在70℃温度下溶于100mL去离子水中；b.将1.3g八水合氧氯化锆加入至聚乙二醇溶液中，并逐滴加入13.706g钛酸四丁酯，搅拌3h；c.将上述反应产物转移至聚四氟乙烯内衬中并于160℃水热处理24h，将产物冷却，水洗至中性，干燥，得到氧化物TiO2(Zr)。制备例9a.将3g聚乙二醇在80℃温度下溶于100mL去离子水中；b.将1.61g八水合氧氯化锆加入至聚乙二醇溶液中，并逐滴加入13.706g钛酸四丁酯，搅拌5h；c.将上述反应产物转移至聚四氟乙烯内衬中并于180℃水热处理48h，将产物冷却，水洗至中性，干燥，得到氧化物TiO2(Zr)。制备例1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸附CO

【技术特征摘要】
20190806 CN 20191071973861.一种吸附CO2的固体材料TiO2(Zr)的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
将3g聚乙二醇在70-80℃温度下溶于100mL去离子水中；
将金属盐加入至聚乙二醇溶液中，并逐滴加入钛酸四丁酯，搅拌3-5h；
将上述反应产物转移至聚四氟乙烯内衬中并于160-180℃水热处理24-48h，将产物冷却，水洗至中性，干燥，得到氧化物TiO2(Zr)；
其中，金属盐选自硝酸氧锆或八水合氧氯化锆。


2.根据权利要求1所述的吸附CO2的固体材料TiO2(Zr)的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨泛明，李习达，符健斌，王超林，
申请(专利权)人：湖南城市学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43