一种COSUB2/SUB吸收剂及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310016991.8

申请日:

2013.01.16

公开号:

CN103007690A

公开日:

2013.04.03

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):B01D 53/14申请公布日:20130403|||实质审查的生效IPC(主分类):B01D 53/14申请日:20130116|||公开

IPC分类号:

B01D53/14

主分类号:

B01D53/14

申请人:

浙江师范大学

发明人:

胡庚申; 姚蔓莉; 罗孟飞; 冯星星; 董艳艳

地址:

321004 浙江省金华市迎宾大道688号

优先权:

专利代理机构:

杭州宇信知识产权代理事务所(普通合伙) 33231

代理人:

张宇娟

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内容摘要

一种CO2吸收剂及其制备方法,该吸收剂由有机胺和碱性金属氧化物组成,有机胺与碱性金属氧化物的质量比为0.01~100:1。制备方法为:将有机胺溶解于水中,然后加入碱性金属氧化物,采用超声或搅拌将金属氧化物尽可能悬浮分散在水中,制得产品。这种吸收剂对CO2的捕捉性能较高。

权利要求书

权利要求书一种CO2吸收剂,其特征在于:该吸收剂由有机胺和碱性金属氧化物组成,有机胺与碱性金属氧化物的质量比为0.01~100:1。
根据权利要求1所述的CO2吸收剂,其特征在于:有机胺与碱性金属氧化物的质量比为1:1。
根据权利要求1所述的CO2吸收剂,其特征在于:所述的有机胺选自乙醇胺、二乙醇胺、N‑甲基二乙醇胺、哌嗪、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺中的一种。
根据权利要求1所述的CO2吸收剂,其特征在于:所述的碱性金属氧化物选自氧化镁、氧化钙、氧化钡、氧化铍中的一种。
根据权利要求1所述的CO2吸收剂,其特征在于:所述有机胺浓度为0.0125%~1.25%。
权利要求1所述CO2吸收剂的制备方法,其特征在于:将一定量的有机胺溶解于水中,然后加入一定量的碱性金属氧化物,采用超声或搅拌将金属氧化物悬浮分散在水中,制得最终产品。

说明书

说明书一种CO2吸收剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种CO2吸收剂及其制备方法。
背景技术
由于CO2气体的温室效应,CO2的捕捉技术越来越受到重视,常见的CO2吸收剂有机胺溶液、金属氧化物以及负载有机胺的介孔材料等。有机胺溶液具有CO2吸收性能高的优点,然后其缺点为有机胺溶液具有腐蚀性,容易腐蚀用于捕捉CO2的容器;固体金属氧化物的缺点为捕捉性能较低,这是由于常温下CO2只吸附或只与金属氧化物的表面发生反应。因此设计开发一种低腐蚀但具有高CO2捕捉性能的吸收剂具有重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服有机胺溶液具有腐蚀性,而金属氧化物CO2捕捉性能低的不足,提供一种结合有机胺溶液和金属氧化物各自优点的CO2吸收剂及其制备方法。
为解决该技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种CO2吸收剂,其特征在于:该吸收剂由有机胺和碱性金属氧化物组成,有机胺与碱性金属氧化物的质量比为0.01~100:1。
较佳的是有机胺与金属氧化物的质量比为1:1。
所述有机胺浓度为0.0125%~1.25%。
该吸收剂的制备方法为:将一定量的有机胺溶解于水中,然后加入一定量的碱性金属氧化物,采用超声或搅拌将金属氧化物尽可能悬浮分散在水中,制得有机胺‑金属氧化物吸收剂。
所述的有机胺为乙醇胺、二乙醇胺、N‑甲基二乙醇胺(MDEA)、哌嗪、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺等。
所述的碱性金属氧化物为工业生产或自然界天然存在的氧化镁、氧化钙、氧化钡、氧化铍等。
采用上述技术方案,在有机胺‑金属氧化物共存的水体系中,由于有机胺的存在,通CO2后,CO2首先与有机胺发生反应,产生铵正离子和碳酸氢根离子;铵正离子然后与金属氧化物发生反应,生成金属离子和有机胺。实验也证明,若没有有机胺的存在,金属氧化物固体或在水中很难与CO2发生反应。所以整个反应可以表述为金属氧化物与CO2以及水反应生产金属离子和碳酸氢根离子,有机胺在整个反应中起了“催化剂”的作用,即有机胺为促进剂,由于有机胺的促进作用,碱性金属氧化物与CO2以1:2的化学计量比发生反应,因此其捕捉CO2的能力大幅提高。在反应体系中,一般只需要较低浓度的有机胺,在一定程度上可以减少有机胺对反应容器的腐蚀性,同时由于金属氧化物的化学稳定性、低腐蚀性以及经济性,因此本发明在CO2捕捉方面具有广阔的应用前景。
附图说明
图1.CO2吸收反应装置示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做出进一步说明,但本发明并不限于这些实施例。
实施例1:
有机胺‑金属氧化物复合吸收剂的制备:将有机胺N‑甲基二乙醇胺(MDEA)0.05g溶解于400ml水中,然后加入5g碱性金属氧化物氧化镁,超声10分钟,将氧化镁均匀地悬浮分散在MDEA水溶液中,制得MDEA‑MgO复合吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入上述复合吸收剂40.5ml,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表1。反应装置流程见附图1。
实施例2:
有机胺‑金属氧化物复合吸收剂的制备:将有机胺N‑甲基二乙醇胺(MDEA)5g溶解于400ml水中,然后加入5g碱性金属氧化物氧化镁,超声10分钟,将氧化镁均匀地悬浮分散在MDEA水溶液中,制得MDEA‑MgO复合吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40.5ml上述复合吸收剂,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表1。反应装置流程见附图1。
实施例3:
有机胺‑金属氧化物复合吸收剂的制备:将有机胺N‑甲基二乙醇胺(MDEA)5g溶解于400ml水中,然后加入2g碱性金属氧化物氧化镁,搅拌10分钟,将氧化镁均匀地悬浮分散在MDEA水溶液中,制得MDEA‑MgO复合吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40.5ml上述复合吸收剂,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表1。反应装置流程见附图1。
实施例4:
有机胺‑金属氧化物复合吸收剂的制备:将有机胺N‑甲基二乙醇胺(MDEA)5g溶解于400ml水中,然后加入1g碱性金属氧化物氧化镁,搅拌10分钟,将氧化镁均匀地悬浮分散在MDEA水溶液中,制得MDEA‑MgO复合吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40.5ml上述复合吸收剂,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表1。反应装置流程见附图1。
实施例5:
有机胺‑金属氧化物复合吸收剂的制备:将有机胺N‑甲基二乙醇胺(MDEA)5g溶解于400ml水中,然后加入0.05g碱性金属氧化物氧化镁,搅拌10分钟,将氧化镁均匀地悬浮分散在MDEA水溶液中,制得MDEA‑MgO复合吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40.5ml上述复合吸收剂,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表1。反应装置流程见附图1。
实施例6:
有机胺‑金属氧化物复合吸收剂的制备:将有机胺乙醇胺(MEA)5g溶解于400ml水中,然后加入2g碱性金属氧化物氧化钙,搅拌10分钟,将氧化钙均匀地悬浮分散在MEA水溶液中,制得MEA‑CaO复合吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40.5ml上述复合吸收剂,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表1。反应装置流程见附图1。
实施例7:
有机胺‑金属氧化物复合吸收剂的制备:将有机胺哌嗪(PZ)5g溶解于400ml水中,然后加入2g碱性金属氧化物氧化钡,搅拌10分钟,将氧化钡均匀地悬浮分散在PZ水溶液中,制得PZ‑BaO复合吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40.5ml上述复合吸收剂,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表1。反应装置流程见附图1。
实施例8:
有机胺‑金属氧化物复合吸收剂的制备:将有机胺四乙烯五胺(TEPA)5g溶解于400ml水中,然后加入2g碱性金属氧化物氧化铍,搅拌10分钟,将氧化铍均匀地悬浮分散在TEPA水溶液中,制得TEPA‑BeO复合吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40.5ml上述复合吸收剂,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表1。反应装置流程见附图1。
实施例9:
有机胺‑金属氧化物复合吸收剂的制备:将有机胺聚乙烯亚胺(PEI)5g溶解于400ml水中,然后加入2g碱性金属氧化物氧化钙,搅拌10分钟,将氧化钙均匀地悬浮分散在PEI水溶液中,制得PEI‑CaO复合吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40.5ml上述复合吸收剂,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表1。反应装置流程见附图1。
为了证明有机胺对金属氧化物捕捉CO2的促进作用,作为对比,以纯水,或纯金属氧化物,或在仅在水中加入不同质量的金属氧化物,或在仅在水中加入有机胺用于CO2的捕捉:
实施例10:
在50ml的玻璃反应器中进行纯水的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40ml纯水,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表2。反应装置流程见附图1。
实施例11:
在50ml的玻璃反应器中进行金属氧化物吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入0.2g金属氧化物氧化镁,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表2。反应装置流程见附图1。
实施例12:
水‑金属氧化物复合吸收剂的制备:在400ml水中加入0.4g碱性金属氧化物氧化镁,搅拌10分钟,将氧化钙均匀地悬浮分散在水中,制得MgO‑H2O复合吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40ml上述复合吸收剂,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表2。反应装置流程见附图1。
实施例13:
水‑金属氧化物复合吸收剂的制备:在400ml水中加入1g碱性金属氧化物氧化镁,搅拌10分钟,将氧化钙均匀地悬浮分散在水中,制得MgO‑H2O复合吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40ml上述复合吸收剂,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表2。反应装置流程见附图1。
实施例14:
有机胺溶液吸收剂的制备:在400ml水中加入5g有机胺N‑甲基二乙醇胺(MDEA),搅拌10分钟,使得MDEA完全溶解,制得MDEA溶液吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40.5ml上述复合吸收剂,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表2。反应装置流程见附图1。
实施例15:
有机胺溶液吸收剂的制备:在400ml水中加入5g有机胺乙醇胺(MEA),搅拌10分钟,使得MEA完全溶解,制得MEA溶液吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40.5ml上述复合吸收剂,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表2。反应装置流程见附图1。
实施例16:
有机胺溶液吸收剂的制备:在400ml水中加入5g有机胺哌嗪(PZ),搅拌10分钟,使得PZ完全溶解,制得PZ溶液吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40.5ml上述复合吸收剂,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表2。反应装置流程见附图1。
实施例17:
有机胺溶液吸收剂的制备:在400ml水中加入5g有机胺四乙烯五按(TEPA),搅拌10分钟,使得TEPA完全溶解,制得TEPA溶液吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40.5ml上述复合吸收剂,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表2。反应装置流程见图1。
实施例18:
有机胺溶液吸收剂的制备:在400ml水中加入5g有机胺聚乙烯亚胺(PEI),搅拌10分钟,使得PEI完全溶解,制得PEI溶液吸收剂。
在50ml的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的CO2捕捉能力测试,在玻璃反应器中装入40.5ml上述复合吸收剂,吸收温度控制25℃。反应器中通入CO2和N2,CO2的流量为5ml/min,N2流量为45ml/min。CO2和N2经混合后进入反应器,气体反应产物经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉CO2的能力见表2。反应装置流程见图1。
表1:有机胺‑金属氧化物吸收剂的CO2捕捉性能

表2:金属氧化物、金属氧化物的水悬浮液、有机胺溶液的CO2捕捉性能

对比表1和表2,可以发现,0.5g MDEA在40ml水中仅能吸收3.67mmol CO2(实例14),40ml水中0.1g MgO的CO2吸收能力仅为0.29mmol(实例13)。而在含有0.5g MDEA的反应器中加入0.005g MgO后,其CO2吸收能力达到了3.79mmol(实例5);如果加入的MgO为0.1g,其CO2吸收能力达到了6.90mmol(实例4);如果加入的MgO为0.2g,其CO2吸收能力达到了10.98mmol(实例3);如果加入的MgO为1.0g,其CO2吸收能力达到了20.51mmol(实例3)。因此MDEA溶液中加入MgO制备的有机胺‑金属氧化物复合捕捉剂的CO2吸收能力明显大于MDEA溶液和金属氧化物CO2吸收能力的加和,表明有机胺‑金属氧化物复合捕捉剂有较强的CO2吸收能力,有较好的应用前景。

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1、(10)申请公布号 CN 103007690 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103007690 A *CN103007690A* (21)申请号 201310016991.8 (22)申请日 2013.01.16 B01D 53/14(2006.01) (71)申请人 浙江师范大学 地址 321004 浙江省金华市迎宾大道 688 号 (72)发明人 胡庚申 姚蔓莉 罗孟飞 冯星星 董艳艳 (74)专利代理机构 杭州宇信知识产权代理事务 所 ( 普通合伙 ) 33231 代理人 张宇娟 (54) 发明名称 一种 CO2 吸收剂及其制备方法 (57) 摘要 一种CO2吸收剂。

2、及其制备方法, 该吸收剂由有 机胺和碱性金属氧化物组成, 有机胺与碱性金属 氧化物的质量比为 0.01 100 : 1。制备方法为 : 将有机胺溶解于水中, 然后加入碱性金属氧化物, 采用超声或搅拌将金属氧化物尽可能悬浮分散在 水中, 制得产品。这种吸收剂对 CO2的捕捉性能较 高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种 CO2吸收剂, 其特征在于 : 该吸收剂由有机胺和碱性金属氧化物组成, 有机胺与 碱性金属氧化物的质量。

3、比为 0.01 100 : 1。 2.根据权利要求1所述的CO2吸收剂, 其特征在于 : 有机胺与碱性金属氧化物的质量比 为 1 : 1。 3. 根据权利要求 1 所述的 CO2吸收剂, 其特征在于 : 所述的有机胺选自乙醇胺、 二乙醇 胺、 N- 甲基二乙醇胺、 哌嗪、 乙二胺、 二乙烯三胺、 三乙烯四胺、 四乙烯五胺、 聚乙烯亚胺中的 一种。 4. 根据权利要求 1 所述的 CO2吸收剂, 其特征在于 : 所述的碱性金属氧化物选自氧化 镁、 氧化钙、 氧化钡、 氧化铍中的一种。 5. 根据权利要求 1 所述的 CO2吸收剂, 其特征在于 : 所述有机胺浓度为 0.0125% 1.25%。 。

4、6. 权利要求 1 所述 CO2吸收剂的制备方法, 其特征在于 : 将一定量的有机胺溶解于水 中, 然后加入一定量的碱性金属氧化物, 采用超声或搅拌将金属氧化物悬浮分散在水中, 制 得最终产品。 权 利 要 求 书 CN 103007690 A 2 1/6 页 3 一种 CO2吸收剂及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种 CO2吸收剂及其制备方法。 背景技术 0002 由于 CO2气体的温室效应, CO2的捕捉技术越来越受到重视, 常见的 CO2吸收剂有 机胺溶液、 金属氧化物以及负载有机胺的介孔材料等。有机胺溶液具有 CO2吸收性能高的 优点, 然后其缺点为有机胺溶液具有腐蚀性, 。

5、容易腐蚀用于捕捉 CO2的容器 ; 固体金属氧化 物的缺点为捕捉性能较低, 这是由于常温下 CO2只吸附或只与金属氧化物的表面发生反应。 因此设计开发一种低腐蚀但具有高 CO2捕捉性能的吸收剂具有重要的意义。 发明内容 0003 本发明要解决的技术问题是克服有机胺溶液具有腐蚀性, 而金属氧化物 CO2捕捉 性能低的不足, 提供一种结合有机胺溶液和金属氧化物各自优点的 CO2吸收剂及其制备方 法。 0004 为解决该技术问题, 本发明采用的技术方案为 : 0005 一种 CO2吸收剂, 其特征在于 : 该吸收剂由有机胺和碱性金属氧化物组成, 有机胺 与碱性金属氧化物的质量比为 0.01 100 。

6、: 1。 0006 较佳的是有机胺与金属氧化物的质量比为 1 : 1。 0007 所述有机胺浓度为 0.0125% 1.25%。 0008 该吸收剂的制备方法为 : 将一定量的有机胺溶解于水中, 然后加入一定量的碱性 金属氧化物, 采用超声或搅拌将金属氧化物尽可能悬浮分散在水中, 制得有机胺 - 金属氧 化物吸收剂。 0009 所述的有机胺为乙醇胺、 二乙醇胺、 N- 甲基二乙醇胺 (MDEA) 、 哌嗪、 乙二胺、 二乙 烯三胺、 三乙烯四胺、 四乙烯五胺、 聚乙烯亚胺等。 0010 所述的碱性金属氧化物为工业生产或自然界天然存在的氧化镁、 氧化钙、 氧化钡、 氧化铍等。 0011 采用上述。

7、技术方案, 在有机胺 - 金属氧化物共存的水体系中, 由于有机胺的存在, 通CO2后, CO2首先与有机胺发生反应, 产生铵正离子和碳酸氢根离子 ; 铵正离子然后与金属 氧化物发生反应, 生成金属离子和有机胺。实验也证明, 若没有有机胺的存在, 金属氧化物 固体或在水中很难与 CO2发生反应。所以整个反应可以表述为金属氧化物与 CO2以及水反 应生产金属离子和碳酸氢根离子, 有机胺在整个反应中起了 “催化剂” 的作用, 即有机胺为 促进剂, 由于有机胺的促进作用, 碱性金属氧化物与 CO2以 1 : 2 的化学计量比发生反应, 因 此其捕捉 CO2的能力大幅提高。在反应体系中, 一般只需要较低。

8、浓度的有机胺, 在一定程度 上可以减少有机胺对反应容器的腐蚀性, 同时由于金属氧化物的化学稳定性、 低腐蚀性以 及经济性, 因此本发明在 CO2捕捉方面具有广阔的应用前景。 说 明 书 CN 103007690 A 3 2/6 页 4 附图说明 0012 图 1.CO2吸收反应装置示意图。 具体实施方式 0013 下面结合实施例对本发明做出进一步说明, 但本发明并不限于这些实施例。 0014 实施例 1 : 0015 有机胺 - 金属氧化物复合吸收剂的制备 : 将有机胺 N- 甲基二乙醇胺 (MDEA) 0.05g 溶解于 400ml 水中, 然后加入 5g 碱性金属氧化物氧化镁, 超声 10。

9、 分钟, 将氧化镁均匀地悬 浮分散在 MDEA 水溶液中, 制得 MDEA-MgO 复合吸收剂。 0016 在 50ml 的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入上述复合吸收剂 40.5ml, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸收 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 1。反应装置流程见附图 1。 0017 实施例 2 : 0018 有机胺 - 金属氧化物复合吸收剂的制备 : 将有机胺 N- 甲基二乙醇胺 (。

10、MDEA) 5g 溶 解于 400ml 水中, 然后加入 5g 碱性金属氧化物氧化镁, 超声 10 分钟, 将氧化镁均匀地悬浮 分散在 MDEA 水溶液中, 制得 MDEA-MgO 复合吸收剂。 0019 在 50ml 的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入 40.5ml 上述复合吸收剂, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸收 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 1。反应装置流程见附图 1。 0020 实。

11、施例 3 : 0021 有机胺 - 金属氧化物复合吸收剂的制备 : 将有机胺 N- 甲基二乙醇胺 (MDEA) 5g 溶 解于 400ml 水中, 然后加入 2g 碱性金属氧化物氧化镁, 搅拌 10 分钟, 将氧化镁均匀地悬浮 分散在 MDEA 水溶液中, 制得 MDEA-MgO 复合吸收剂。 0022 在 50ml 的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入 40.5ml 上述复合吸收剂, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸。

12、收剂吸收 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 1。反应装置流程见附图 1。 0023 实施例 4 : 0024 有机胺 - 金属氧化物复合吸收剂的制备 : 将有机胺 N- 甲基二乙醇胺 (MDEA) 5g 溶 解于 400ml 水中, 然后加入 1g 碱性金属氧化物氧化镁, 搅拌 10 分钟, 将氧化镁均匀地悬浮 分散在 MDEA 水溶液中, 制得 MDEA-MgO 复合吸收剂。 0025 在 50ml 的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入 40.5ml 上述复合吸收剂, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 。

13、5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸收 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 1。反应装置流程见附图 1。 0026 实施例 5 : 0027 有机胺 - 金属氧化物复合吸收剂的制备 : 将有机胺 N- 甲基二乙醇胺 (MDEA) 5g 溶 说 明 书 CN 103007690 A 4 3/6 页 5 解于 400ml 水中, 然后加入 0.05g 碱性金属氧化物氧化镁, 搅拌 10 分钟, 将氧化镁均匀地悬 浮分散在 MDEA 水溶液中, 制得 MDEA-MgO 复合吸收剂。 0028 在 50ml 的玻璃反应器。

14、中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入 40.5ml 上述复合吸收剂, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸收 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 1。反应装置流程见附图 1。 0029 实施例 6 : 0030 有机胺 - 金属氧化物复合吸收剂的制备 : 将有机胺乙醇胺 (MEA) 5g 溶解于 400ml 水中, 然后加入 2g 碱性金属氧化物氧化钙, 搅拌 10 分钟, 将氧化钙均匀地悬浮分散在 MEA 水溶液中。

15、, 制得 MEA-CaO 复合吸收剂。 0031 在 50ml 的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入 40.5ml 上述复合吸收剂, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸收 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 1。反应装置流程见附图 1。 0032 实施例 7 : 0033 有机胺 - 金属氧化物复合吸收剂的制备 : 将有机胺哌嗪 (PZ) 5g 溶解于 400ml 水 中, 然后加入 2g 碱性金属氧化。

16、物氧化钡, 搅拌 10 分钟, 将氧化钡均匀地悬浮分散在 PZ 水溶 液中, 制得 PZ-BaO 复合吸收剂。 0034 在 50ml 的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入 40.5ml 上述复合吸收剂, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸收 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 1。反应装置流程见附图 1。 0035 实施例 8 : 0036 有机胺 - 金属氧化物复合吸收剂的制备 : 将有机胺四乙烯五。

17、胺 (TEPA) 5g 溶解于 400ml水中, 然后加入2g碱性金属氧化物氧化铍, 搅拌10分钟, 将氧化铍均匀地悬浮分散在 TEPA 水溶液中, 制得 TEPA-BeO 复合吸收剂。 0037 在 50ml 的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入 40.5ml 上述复合吸收剂, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸收 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 1。反应装置流程见附图 1。 0038 实施例 9。

18、 : 0039 有机胺 - 金属氧化物复合吸收剂的制备 : 将有机胺聚乙烯亚胺 (PEI) 5g 溶解于 400ml水中, 然后加入2g碱性金属氧化物氧化钙, 搅拌10分钟, 将氧化钙均匀地悬浮分散在 PEI 水溶液中, 制得 PEI-CaO 复合吸收剂。 0040 在 50ml 的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入 40.5ml 上述复合吸收剂, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸收 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉。

19、 CO2的能力见表 1。反应装置流程见附图 1。 0041 为了证明有机胺对金属氧化物捕捉 CO2的促进作用, 作为对比, 以纯水, 或纯金属 说 明 书 CN 103007690 A 5 4/6 页 6 氧化物, 或在仅在水中加入不同质量的金属氧化物, 或在仅在水中加入有机胺用于 CO2的捕 捉 : 0042 实施例 10 : 0043 在50ml的玻璃反应器中进行纯水的CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器中装入40ml 纯水, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/ min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物。

20、经吸收剂吸收后用质谱进行分析。吸收 剂捕捉 CO2的能力见表 2。反应装置流程见附图 1。 0044 实施例 11 : 0045 在 50ml 的玻璃反应器中进行金属氧化物吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应 器中装入 0.2g 金属氧化物氧化镁, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量 为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸 收后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 2。反应装置流程见附图 1。 0046 实施例 12 : 0047 水-金属氧化物复合吸收剂的制备 : 在400ml。

21、水中加入0.4g碱性金属氧化物氧化 镁, 搅拌 10 分钟, 将氧化钙均匀地悬浮分散在水中, 制得 MgO-H2O 复合吸收剂。 0048 在 50ml 的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入 40ml 上述复合吸收剂, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸收 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 2。反应装置流程见附图 1。 0049 实施例 13 : 0050 水 - 金属氧化物复合吸收剂的制备 : 在 。

22、400ml 水中加入 1g 碱性金属氧化物氧化 镁, 搅拌 10 分钟, 将氧化钙均匀地悬浮分散在水中, 制得 MgO-H2O 复合吸收剂。 0051 在 50ml 的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入 40ml 上述复合吸收剂, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸收 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 2。反应装置流程见附图 1。 0052 实施例 14 : 0053 有机胺溶液吸收剂的制备 : 在4。

23、00ml水中加入5g有机胺N-甲基二乙醇胺 (MDEA) , 搅拌 10 分钟, 使得 MDEA 完全溶解, 制得 MDEA 溶液吸收剂。 0054 在 50ml 的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入 40.5ml 上述复合吸收剂, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸收 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 2。反应装置流程见附图 1。 0055 实施例 15 : 0056 有机胺溶液吸收剂的制备 : 在。

24、 400ml 水中加入 5g 有机胺乙醇胺 (MEA) , 搅拌 10 分 钟, 使得 MEA 完全溶解, 制得 MEA 溶液吸收剂。 0057 在 50ml 的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入 40.5ml 上述复合吸收剂, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸收 说 明 书 CN 103007690 A 6 5/6 页 7 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 2。反应装置流程见附图 1。 0058 。

25、实施例 16 : 0059 有机胺溶液吸收剂的制备 : 在 400ml 水中加入 5g 有机胺哌嗪 (PZ) , 搅拌 10 分钟, 使得 PZ 完全溶解, 制得 PZ 溶液吸收剂。 0060 在 50ml 的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入 40.5ml 上述复合吸收剂, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸收 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 2。反应装置流程见附图 1。 0061 实施例 17 。

26、: 0062 有机胺溶液吸收剂的制备 : 在 400ml 水中加入 5g 有机胺四乙烯五按 (TEPA) , 搅拌 10 分钟, 使得 TEPA 完全溶解, 制得 TEPA 溶液吸收剂。 0063 在 50ml 的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入 40.5ml 上述复合吸收剂, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸收 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 2。反应装置流程见图 1。 0064 实施例 18。

27、 : 0065 有机胺溶液吸收剂的制备 : 在 400ml 水中加入 5g 有机胺聚乙烯亚胺 (PEI) , 搅拌 10 分钟, 使得 PEI 完全溶解, 制得 PEI 溶液吸收剂。 0066 在 50ml 的玻璃反应器中进行上述复合吸收剂的 CO2捕捉能力测试, 在玻璃反应器 中装入 40.5ml 上述复合吸收剂, 吸收温度控制 25。反应器中通入 CO2和 N2, CO2的流量为 5ml/min, N2流量为 45ml/min。CO2和 N2经混合后进入反应器, 气体反应产物经吸收剂吸收 后用质谱进行分析。吸收剂捕捉 CO2的能力见表 2。反应装置流程见图 1。 0067 表 1 : 有机。

28、胺 - 金属氧化物吸收剂的 CO2捕捉性能 0068 0069 表 2 : 金属氧化物、 金属氧化物的水悬浮液、 有机胺溶液的 CO2捕捉性能 说 明 书 CN 103007690 A 7 6/6 页 8 0070 0071 对比表 1 和表 2, 可以发现, 0.5g MDEA 在 40ml 水中仅能吸收 3.67mmol CO2(实例 14) , 40ml 水中 0.1g MgO 的 CO2吸收能力仅为 0.29mmol (实例 13) 。而在含有 0.5g MDEA 的 反应器中加入 0.005g MgO 后, 其 CO2吸收能力达到了 3.79mmol(实例 5) ; 如果加入的 Mg。

29、O 为 0.1g, 其 CO2吸收能力达到了 6.90mmol(实例 4) ; 如果加入的 MgO 为 0.2g, 其 CO2吸收能 力达到了 10.98mmol(实例 3) ; 如果加入的 MgO 为 1.0g, 其 CO2吸收能力达到了 20.51mmol (实例 3) 。因此 MDEA 溶液中加入 MgO 制备的有机胺 - 金属氧化物复合捕捉剂的 CO2吸收能 力明显大于 MDEA 溶液和金属氧化物 CO2吸收能力的加和, 表明有机胺 - 金属氧化物复合捕 捉剂有较强的 CO2吸收能力, 有较好的应用前景。 说 明 书 CN 103007690 A 8 1/1 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103007690 A 9 。

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