[发明专利]一种高选择性一氧化碳吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及气体的分离与净化技术领域，具体涉及一种高选择性一氧化碳吸附剂及其制备方法和应用。本发明提供的高选择性一氧化碳吸附剂，包括高硅分子筛和分散于所述高硅分子筛孔道中的CuCl；所述高硅分子筛中SiO₂和Al₂O₃物质的量的比＞200；所述高硅分子筛中平衡阳离子的含量＜0.1mmol/g；所述高硅分子筛的质量和CuCl的质量比为10：(3～8)。本发明提供的高选择性一氧化碳吸附剂在保证高一氧化碳吸附容量的同时，CO/CO₂、CO/CH₄、CO/N₂分离系数比传统铜基沸石分子筛一氧化碳吸附剂显著提高。

技术领域

本发明涉及气体的分离与净化技术领域，具体涉及一种高选择性一氧化碳吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着碳一化学的快速发展，高纯度一氧化碳(CO)作为一种重要的化工原料已被广泛用于众多羰基合成化学品的生产。CO大量存在于一些工业废气之中，如炭黑尾气、黄磷尾气、高炉煤气等。这些工业废气中CO往往与N₂、CO₂、CH₄、H₂等杂质气体共存。选择性吸附回收废气中的CO，既可作为碳一化工的重要碳源，还可起到治理工业废气污染、实现资源循环利用的作用，具有极高的经济价值和社会效益。吸附分离技术具有操作方便、耗能低、环境友好和技术成熟等优势，而吸附剂是分离与净化技术的核心，设计开发兼具高吸附容量和高选择性的CO吸附剂对解决上述问题具有重要意义。

中国专利CN1103816A通过离子交换的方法将二价铜化合物负载到NaY沸石分子筛(SiO₂/Al₂O₃物质的量比约为5)孔道中，然后通过使用还原性气体(例如CO和H₂)将二价铜还原为一价铜，制备得到一价铜-NaY分子筛吸附剂，该吸附剂在CO分压为30mmHg和25℃条件下，CO吸附容量可达3.13mmol/g。中国专利CN86102838B通过将一价铜化合物与高比表面积硅铝沸石分子筛载体混合加热，将一价铜化合物负载在分子筛上，得到高效CO吸附剂，使用NaX沸石分子筛(SiO₂/Al₂O₃物质的量比约为2～3)作为载体时，CO吸附容量最大，该吸附剂在CO分压为760mmHg和18℃条件下，CO吸附容量可达3.8mmol/g。

但是，现有铜基沸石分子筛吸附剂对CO/N₂、CO/CH₄、CO/CO₂分离系数仍较低；特别是对于高沸点的CO₂来说，CO/CO₂分离系数往往只有2左右，需要对混合气中的高沸点CO₂进行预先脱除才能使用，增加了实际应用时的操作难度和成本。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种高选择性一氧化碳吸附剂及其制备方法和应用。本发明提供的高选择性一氧化碳吸附剂能在保证高CO高吸附容量的同时，CO/CO₂、CO/CH₄、CO/N₂分离系数比传统铜基沸石分子筛一氧化碳吸附剂显著提高，其中，CO/CO₂的分离系数比传统铜基沸石分子筛一氧化碳吸附剂提高2～3倍，在使用时不需要对混合气中的高沸点CO₂进行预先脱除即可使用，降低了实际应用时的操作难度和成本。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种高选择性一氧化碳吸附剂，包括高硅分子筛和分散于所述高硅分子筛孔道中的CuCl；

所述高硅分子筛中SiO₂和Al₂O₃物质的量的比＞200；

所述高硅分子筛中平衡阳离子的含量＜0.1mmol/g；