【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于吸附材料，特别涉及一种超支化皮克林微球吸附剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、温室效应引起的气候变化已成为当前全球环境的核心问题之一，研究表明，温度上升的最主要因素是温室气体中二氧化碳(co2)含量的上升，因此开发高效、完善的工艺及方法进行co2的捕获日益受到人们的关注。从理论上来讲，应对全球升温的主要方法就是减少二氧化碳排放。
2、考虑到现有能源组成结构的特点及新能源开发利用的高成本因素，在未来相当长的时间内，化石燃料的燃烧将仍然是能量的主要来源。因此，co2的捕集与储存技术(co2capture and storage,ccs)将是稳定大气中co2浓度的最可行的方案。co2的捕集与储存技术是指在排放源头将co2捕集、运输到储存地点，并注入到地质或海洋中进行封存。
3、其中固体吸附法没有溶剂的参与，可避免设备腐蚀带来的建设成本问题，及溶剂蒸发带来的附加能耗问题；而且，co2分子能与吸附材料上的活性基团直接接触，减少一个传质界面，也就减少了克服界面张力所需消耗的能量。因此，吸附分离具有更大的节能潜力。但现阶段，无论是变压物理吸附还是变温化学吸附，能耗依然居高不下，核心问题是吸附材料的综合性能不能满足现实需要。理想的吸附材料应具有以下特点：高吸附容量和co2/n2选择性、耐杂质、吸附解吸动力学快、形态和化学稳定性好、在流化床中具有良好的耐磨性、再生能耗和设备成本低等特点。
4、因此，如何获得具备上述综合性能的理想吸附材料，是一个需要解决的问题。
技术实
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种超支化皮克林微球吸附剂及其制备方法和应用，所述超支化皮克林微球吸附剂用于二氧化碳的吸附，可以实现大气中co2污染物的高效、高选择性吸附。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术第一方面提供了一种超支化皮克林微球吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)首先称取0.4-0.5g 1-十二醇、20-23mg偶氮二丁腈、1-2ml甲苯、2-3mmol，2-(二乙基氨基)乙基甲基丙烯酸酯与7-9mmol，二乙烯基苯在试管里，通过涡旋进行混合，称为a溶液，并向a溶液中持续通入氮气；再将80-140mg硅球与10ml纯水在试管中混合，并超声处理1-2min，称为b溶液；向b溶液中加入a溶液，匀浆处理得到皮克林乳液；将皮克林乳液放置在60-80℃的水浴锅中发生聚合反应20-24h；反应结束后过滤得到的复合材料用酸性溶液浸泡，之后抽滤并用去离子水洗涤该复合材料至中性；使用甲醇作为提取溶剂，进行索氏抽提10-15h，除去复合材料中未反应的杂质，从而获得皮克林微球材料；
5、(2)将10～30g步骤(1)得到的皮克林微球材料和20～60g环氧硅烷偶联剂的混合物分散在10-100ml无水甲苯中，惰性气体保护下于100～140℃下回流4～8h，过滤，所得沉淀物用无水甲苯和乙醇洗涤后，干燥后得到环氧基修饰皮克林微球；
6、(3)将2～50g聚乙烯亚胺溶解于50～500ml甲醇/水混合液，加入5～50g步骤(2)得到的环氧基修饰皮克林微球，随后在60～100℃下回流反应4～8h，蒸干溶剂后获得氨基改性皮克林微球，即为所述超支化皮克林微球吸附剂。
7、进一步的，步骤(1)中，所述酸性溶液包括hcl水溶液、hf水溶液和hno3水溶液。
8、进一步的，步骤(1)中，所述匀浆处理的条件包括：匀浆机转速为4000-6000rpm，搅拌时间为1-3min。
9、进一步的，所述环氧硅烷偶联剂为2-(3,4-环氧环己烷)乙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷中的任意一种或多种的混合物。
10、进一步的，所述惰性气体包括氮气、氩气和氦气。
11、进一步的，步骤(3)中，所述聚乙烯亚胺为分子量为10000、25000、70000和700000的链状或者枝状聚乙烯亚胺中的任意一种或两种以上的混合物。
12、进一步的，步骤(3)中，所述甲醇/水混合液中甲醇与水的体积比为1:5～5:1。
13、本专利技术第二方面，提供了由上述制备方法制得的超支化皮克林微球吸附剂。
14、本专利技术第二方面，提供了所述超支化皮克林微球吸附剂在吸附/捕集烟道气或者空气中co2中的应用。
15、进一步的，所述超支化皮克林微球吸附剂在20～100个吸附-脱附循环后，co2吸附容量下降在5％以内。
16、本专利技术相比现有技术的有益效果为：
17、(1)本专利技术所述的超支化皮克林微球吸附剂的制备方法简单、产率高、原料价格低廉、环境友好，为解决传统吸附材料对co2低效、特异性差等瓶颈提供了新的研究思路。
18、(2)本专利技术制备得到的超支化皮克林微球吸附剂具有丰富的支链，分子间不缠结，并且具有大量的端氨基，从而能够高吸附容量、高选择性吸附co2，达到净化烟气的目的，具有吸附速快且能够降低脱附能耗等优点，从根本上解决了传统材料吸附效率低、选择性差的问题。
19、(3)本专利技术探索了超支化皮克林微球吸附剂在模拟烟道气中捕集co2的性能，具有很强的水汽耐受性和循环稳定性，并且其孔径与co2分子动力学直径相匹配，表现出很高的co2吸附选择性。
20、(4)本专利技术制备得到的超支化皮克林微球吸附剂，还表现出良好的重复使用性，可应用于规模化co2捕集项目。
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1.一种超支化皮克林微球吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述超支化皮克林微球吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述酸性溶液包括HCl水溶液、HF水溶液和HNO3水溶液。
3.根据权利要求1所述超支化皮克林微球吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述匀浆处理的条件包括：匀浆机转速为4000-6000rpm，搅拌时间为1-3min。
4.根据权利要求1所述超支化皮克林微球吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述环氧硅烷偶联剂为2-(3,4-环氧环己烷)乙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷中的任意一种或多种的混合物。
5.根据权利要求1所述超支化皮克林微球吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述惰性气体包括氮气、氩气和氦气。
6.根据权利要求1所述超支化皮克林微球吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述聚乙烯亚胺为分子量为10000、25000、7
7.根据权利要求1所述超支化皮克林微球吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述甲醇/水混合液中甲醇与水的体积比为1:5～5:1。
8.由权利要求1-7任一项所述制备方法制得的超支化皮克林微球吸附剂。
9.权利要求8所述的超支化皮克林微球吸附剂在吸附/捕集烟道气或者空气中CO2中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述超支化皮克林微球吸附剂在20～100个吸附-脱附循环后，CO2吸附容量下降在5％以内。
...【技术特征摘要】
1.一种超支化皮克林微球吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述超支化皮克林微球吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述酸性溶液包括hcl水溶液、hf水溶液和hno3水溶液。
3.根据权利要求1所述超支化皮克林微球吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述匀浆处理的条件包括：匀浆机转速为4000-6000rpm，搅拌时间为1-3min。
4.根据权利要求1所述超支化皮克林微球吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述环氧硅烷偶联剂为2-(3,4-环氧环己烷)乙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷中的任意一种或多种的混合物。
5.根据权利要求1所述超支化皮克林微球吸附剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：勾小一，季则舟，尤再进，王召伟，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：
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