[发明专利]一种用于碳矿化制品的添加剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于二氧化碳矿化技术领域，具体涉及一种用于碳矿化制品的添加剂及其制备方法和应用，所述添加剂包括固液相变材料和多孔材料，所述添加剂通过封装处理，使得固液相变材料包裹于多孔材料表面。该添加剂应用于碳矿化制品中，能辅助碳矿化制品建立有效的碳矿化通道，提高材料匀质性，显著提高碳矿化制品的固碳能力且生产耗能更低。

技术领域

本发明属于二氧化碳矿化技术领域，具体涉及一种用于碳矿化制品的添加剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，由于人类活动(如化石燃料燃烧)影响，大气中CO₂含量猛增，由于其具有保温作用，导致全球面临气候变暖、海平面升高等威胁。故二氧化碳封存逐渐成为研究热点，其中，碳矿化技术被认为是最具大规模碳封存潜力及应用前景的封存技术，其将CO₂固定于载碳物质中，达到高效封存CO₂的目的。

然而，碳矿化反应具有由外部向内部扩散碳化的特点，随着碳矿化反应的进行，材料表面致密度增加，碳矿化通道会逐渐减少，阻止了CO₂向材料内部扩散，从而影响固碳效果和碳矿化制品的质量。现阶段影响碳矿化反应的条件有压力、固液比、气体湿度、固体颗粒大小等，但优化这些反应条件不能从根本上解决产品碳矿化通道、碳矿化效率以及碳矿化深度对产品的后期碳化养护的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于碳矿化制品的添加剂，该添加剂能辅助碳矿化制品建立有效的碳矿化通道，加快二氧化碳的吸收速率，显著提高固碳效果。

本发明的技术方案具体如下：

本发明一方面提供了一种用于碳矿化制品的添加剂，所述添加剂包括固液相变材料和多孔材料，所述固液相变材料包裹于所述多孔材料的表面。

优选地，所述固液相变材料的相变温度区间为35～70℃。

优选地，所述固液相变材料为石蜡、石蜡-膨胀珍珠岩复合相变材料、石蜡- 低密度聚乙烯复合相变材料、聚亚胺脂、二元脂肪酸中的一种。

优选地，所述多孔材料为中空玻璃纤维、沸石、介孔二氧化硅、炉渣、煤矸石渣、浮石等其中的一种或几种。需要说明的是，添加剂中多孔材料的尺寸大小与碳矿化制品的成品尺寸大小以及原材料粒径大小有关，尤其是成品尺寸大小，碳矿化制品尺寸越大，多孔材料的最大尺寸可以越大，其合适的尺寸可通过有限次的实验确定，本发明于此不做过多的限制说明。

本发明第二方面提供了制备上述添加剂的方法，包括以下步骤：

S1.将固液相变材料在热处理下快速搅拌，直至固液相变材料完全成为液态；

S2.将多孔材料过筛后按照一定比例加入液态的相变材料中混匀；

S3.对步骤S2所得混合料进行封装处理。

优选地，所述热处理的温度为50～100℃，所述热处理的时间为10～30min。

优选地，步骤S2所述多孔材料与固液相变材料的质量比为100:5～20。

优选地，所述封装处理方式为浸泡吸附、高聚物定型、微胶囊化中的一种；更加优选地，所述封装处理方式为微胶囊化。需要说明的是，上述封装方式为相变材料常见的封装方式，具体操作可参考现有技术，不再赘述。

本发明第三方面提供了所述添加剂在制备碳矿化制品中的应用，所述添加剂的添加量大于0且小于等于30％，按重量比计。所述碳矿化制品为能够固定CO₂的产品，具体包括通过吸附作用固定CO₂的产品，和利用CO₂与硅酸盐矿物(富含Ca、Mg等元素的天然矿物或工业废弃物)反应生成稳定的碳酸盐产物进而固定CO₂的产品。