[发明专利]一种中温二氧化碳吸附剂及其制备和使用方法

权利要求书

1.一种中温二氧化碳吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将可溶性二价金属盐和可溶性三价金属盐溶于除CO₂的去离子水中配成混合盐溶液，其中，三价金属阳离子[M³⁺]浓度为0.1~2.0mol/L，二价金属阳离子和三价金属阳离子摩尔比为M²⁺/M³⁺=2~4；将NaOH溶于除CO₂的去离子水中配成与混合盐溶液相同体积的碱溶液，NaOH的摩尔数与二价金属阳离子和三价金属阳离子摩尔数之和的比例为：n(NaOH)/[n(M²⁺)+n(M³⁺)]=1.8~2.5；混合盐溶液和碱溶液以相同速度滴加至胶体磨中，并保持剧烈搅拌，搅拌速度为1500~4000rmp，控制pH值范围为9~11；在氮气保护下将得到的浆料在50~180℃下晶化1~10小时，然后用除CO₂去离子水洗涤至中性，得到浆状的可插层水滑石前体；所述二价金属盐为硝酸锌、硝酸镁或硝酸镍中的任意一种，所述三价金属盐为硝酸铝、硝酸钴或硝酸铁中的任意一种；

2）将可插层水滑石前体分散在除CO₂去离子水中制成浓度为0.005-0.5mol/L的悬浮液；然后将有机阴离子钠盐溶于少量去离子水中配制成插层盐溶液，插层盐溶液中有机阴离子的摩尔数与可插层水滑石前体的层间阴离子摩尔数之比为2~4；在氮气保护下，将插层盐溶液加入可插层水滑石前体的悬浮液中，并快速搅拌，在50~180℃下反应1~10小时，得到阴离子插层的水滑石浆料；

3）添加纤维素类添加剂改性并且煅烧；

所述纤维素类添加剂是甲基纤维素、羧甲基纤维素或丙基纤维素中的任意一种；

步骤2）中，所述有机阴离子钠盐为链状有机阴离子钠盐或含羧基、羰基、苯环的有机阴离子钠盐，具体包括正辛酸钠、月桂酸钠、柠檬酸钠、苯甲酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的任意一种。

2.根据权利要求1所述中温二氧化碳吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤3）具体为：将纤维素改性剂加少量去离子水溶解并加入阴离子插层的水滑石浆料中，纤维素改性剂的添加量是阴离子插层的水滑石固含量的2~8wt%，维持原温度继续反应0.5-2小时，将浆料干燥得到粉末状产物后置于管式炉中在350~500℃下煅烧活化4~10小时，得到中温二氧化碳吸附剂。

3.根据权利要求1所述中温二氧化碳吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤3）中煅烧活化的气氛为氮气。

4.根据权利要求1所述的方法制备得到的中温二氧化碳吸附剂的使用方法，其特征在于，将中温二氧化碳吸附剂用于工业烟气或水煤气变换中二氧化碳的吸附分离，吸附剂应用时，在温度200~400℃下吸附，在温度400~550℃下脱附再生。