[发明专利]一种CO吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种CO吸附剂及其制备方法与应用，CO吸附剂包括载体和负载于载体上的活性组分，载体为氧化铝和活性炭复合材料，活性组分为卤化亚铜。所述制备方法包括如下内容：（1）制备生物质炭化料；（2）将生物质炭化料与铝溶胶混合进行处理后制备载体前体；（3）将载体前体与含铜化合物混合经活化反应得到CO吸附剂。本发明通过原位活化制备出活性组分高分散负载于活性炭上的CO吸附剂，解决了现有浸渍方法金属颗粒容易团聚、有效利用率低的问题。

技术领域

本发明属于吸附分离技术领域，特别是涉及一种CO吸附材料及其制备方法。

背景技术

近些年来，迅速发展的C1化学使得CO已经成为重要的基础化工原料，可以用来合成众多化工产品。CO来源广泛，石油、煤和天然气的合成气、半水煤气、水煤气以及工业废气等中都富含CO，然而这些来源的CO中常常同时含有N₂、CO₂、CH₄、H₂等气体，必须进行分离提纯才能开展后续利用。此外，CO也会作为微量杂质存在于一些工业气体中影响应用，如氢燃料电池使用过程中H₂中微量的CO 会影响电池的使用性能，必须脱除。

目前工业上CO的分离方法主要有溶液吸收法、深冷法以及吸附法，与前二者相比，吸附法具有节能降耗、操作简单等优势，成为研究的重点，而吸附法最关键的就是吸附剂，因此亟需开发高效的CO分离吸附剂。当前CO吸附机理主要是络合吸附，即CO和吸附剂分子之间形成π络合键，一种弱化学吸附，实现CO的高效吸附分离。

目前吸附分离CO的络合吸附剂主要是负载型的CuCl。专利CN89104109.5公开了一种变压吸附法分离一氧化碳及乙烯的吸附剂，将氯化铜水溶液真空浸渍于比表面中等特定孔结构活性炭载体上，加热脱水、冷却而制成。专利CN201410770801.6公开了一种从工业尾气中回收CO的吸附剂及其制备方法和应用，以活性炭为载体，采用浸渍法或者混合成型法负载活性组分氯化亚铜和活性助剂，加入成型助剂制备而成。以上专利均采用浸渍负载的方法，容易导致CuCl颗粒聚集，分散不均匀，活性组分利用率低。因此有必要开发高分散高效分离CO的CuCl负载型吸附剂。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明主要目的是提供一种CO吸附剂及其制备方法与应用，本发明通过原位活化制备出活性组分（如CuCl）高分散负载于活性炭上的CO吸附剂，解决了现有浸渍方法金属颗粒容易团聚、有效利用率低的问题。

本发明第一方面提供一种CO吸附剂的制备方法，所述制备方法包括如下内容：

（1）将生物质原料进行预炭化处理，得到生物质炭化料；

（2）将步骤（1）所得生物质炭化料与铝溶胶混合进行处理，然后进一步经陈化、洗涤、干燥、煅烧后得到载体前体；

（3）将步骤（2）所得载体前体、含铜化合物混合，混合均匀后经活化反应得到CO吸附剂。

进一步的，上述CO吸附剂的制备方法中，步骤（1）中所述的生物质原料为农业废弃物、林业废弃物或它们的混合物。

进一步的，上述CO吸附剂的制备方法中，步骤（1）中所述的预炭化处理具体过程如下：将生物质原料在隔绝氧气条件下进行热处理，所述的隔绝氧气条件可以在惰性气氛或抽真空条件下进行，所述惰性气氛为氮气、氦气、氩气、氖气中的一种或几种，优选为氮气。

进一步的，上述CO吸附剂的制备方法中，步骤（1）中所述的预炭化处理的处理温度为350～550℃，优选为400～500℃，处理时间为0.5～10h，优选为1～5h。

进一步的，上述CO吸附剂的制备方法中，步骤（2）中的铝溶胶可以采用现有制备铝溶胶方法中的任一种，具体可以采用沉淀法、溶胶凝胶法和水热法中的任一种，优选采用沉淀法。