專利名稱：一種用于高溫吸收二氧化碳的硅酸鋰材料的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種在高溫下可直接吸收C02的硅酸鋰(Li4Si04)材料的 制備方法。
背景技術：
目前發電廠、石化企業等很多工業生產中仍然主要以石油、煤炭、天然氣等化石燃料作為主要的能源，由于燃燒化石燃料會釋放出大量的co2 氣體，導致溫室效應加劇。通常從發電廠、石化企業等的高溫爐中排出的氣體溫度比較高，因此，合成在高溫下能高效、迅速吸收C02的材料，從 而減少C02氣體的排放，已經成為緩解溫室效應的重要途徑之一。而硅酸鋰材料能夠在高溫500-700。C之間直接可逆的吸收CO2,因此其有望成為 高溫C02氣體的吸收材料。日本東芝公司K. Nakagawa等人從1997年開始就進行了在高溫下能 夠直接吸收C02的硅酸鋰材料的研究。目前已有的用于高溫吸收C02的硅 酸鋰材料，制備工藝比較復雜，且反應時間長，耗能大。本發明人對此材 料的制備工藝進行了一定的改善。發明內容本發明的目的在于提供一種制備操作簡便的硅酸鋰材料的制備方法。本發明的 一 個方面是提供了一種在高溫下可直接吸收co2的硅酸鋰材料的制備方法，其特征在于，將粒徑為5~50nm的Si02(重量比為25 33%)與粒徑0.3 0.6nm的Li2C03 (重量比為67 75% )在溶劑中混合均勻，在 微波爐中經過微波處理，然后在高溫爐中經過高溫煅燒制備硅酸鋰。
優選地，本發明所提供的-圭酸鋰材料，其制備方法是將粒徑為30pm 的Si02 (重量比為25~33%)與粒徑0.3|nm的Li2C03 (重量比為67 75% ) 在溶劑中混合均勻，在微波爐中經過微波處理，然后在高溫爐中經過高溫 煅燒制備硅酸鋰。
本發明中所施加的微波功率為500 2500W,處理時間為10 150min。 本發明中材料的煅燒溫度為550 700。C,保溫2 5h。 本發明所使用的溶劑為曱醇、乙醇、甲酸、乙酸、丙酮，或者其中任
意兩種或者兩種以上任意比例的混合溶液。
本發明首先采用微波處理，再經過一定溫度煅燒實現硅酸鋰材料的制
備。材料制備溫度較低，減少了能耗。制備過程工藝簡單，易于工業化生
產。材料的C02吸收性能優良，具有最佳吸收性能的材料首次C02吸收容
量約達43wtn/。。
具體實施例方式
實施例1
稱取平均粒徑為50^im的SiO2 20.18g和粒徑為0.3jxm的Li2CO360.54g 共同放入燒杯中，向燒杯中加入乙醇溶液，攪拌下制成膠狀物。于500W 功率的微波爐中處理120min,在650。C下煅燒4h，經研磨、篩分得到平 均粒徑20.26pm的硅酸鋰材料。將合成的硅酸鋰材料于600。C， 0)2氣氛 下恒溫保持一段時間，達到吸收平衡后吸收容量達37.12wt%。實施例2
稱取平均粒徑為30|am的Si02 25.12g和粒徑為0.5pm的Li2C03 64.59g 共同放入燒杯中，向燒杯中加入甲醇、乙醇混合溶液，攪拌下制成膠狀物。 于2500W功率的微波爐中處理10min，在550°C下煅燒5 h，經研磨、篩 分得到平均粒徑16.16pm的硅酸鋰材料。將合成的石圭酸鋰材料于500°C, C02氣氛下恒溫保持一段時間，達到吸收平衡后吸收容量達32.81wt%。
實施例3
稱取平均粒徑為15pm的Si02 22.65g和粒徑為0.6pm的Li2C03 52.85g 共同放入燒杯中，向燒杯中加入乙醇和曱酸的混合溶液，并加入少量的乙 酸和丙酮，攪拌下制成膠狀物。于1800W功率的微波爐中處理30分鐘， 在700。C下煅燒2h,經研磨、篩分得到平均粒徑8.37iirn的硅酸鋰材料。 將合成的硅酸鋰材料于700。C， C02氣氛下恒溫保持一段時間，達到吸收 平衡后吸收容量達43.56wt%。
實施例4
稱取粒徑為5nm的Si02 21.98g和粒徑為0.3|iim的Li2C03 44.63g共同 放入燒杯中，向燒杯中加入曱醇和曱酸的混合溶液，并加入少量的丙酮， 攪拌下制成膠狀物。于800W功率的微波爐中處理60min，在650°C下煅 燒5h,經研磨、篩分得到平均粒徑4.76jam的硅酸鋰材料。將合成的硅酸 鋰材料于600。C, C02氣氛下恒溫保持一段時間，達到吸收平衡后吸收容 量達40.66wt%。
實施例5
稱取粒徑為8nm的Si02 23.16g和平均粒徑為0.3pm的Li2C03 62.62g共同放入燒杯中，向燒杯中加入甲醇和乙酸的混合溶液，并加入少量的甲酸、乙醇和丙酮，攪拌下制成膠狀物。于1000W功率的微波爐中處理50min, 在700。C下傲燒3h，經研磨、篩分得到平均粒徑4.67pm的硅酸鋰材料。 將合成的硅酸鋰材料于700°C, C02氣氛下恒溫保持一段時間，達到吸收 平衡后吸收容量達39.86wt%。
權利要求
1. 一種在高溫下可直接吸收CO2的硅酸鋰材料的制備方法，其特征在于，將重量比為25～33％、粒徑為5～50μm的SiO2與重量比為67～75％、粒徑0.3～0.6μm的Li2CO3在溶劑中混合均勻，在微波爐中經過微波處理，然后在高溫爐中經過高溫煅燒制備硅酸鋰。
2. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所施加的微波功率 為500 2500W,處理時間為10 150min。
3. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于煅燒溫度為 550 700°C，保溫2 5h。
4. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所使用的溶劑為曱 醇、乙醇、曱酸、乙酸、丙酮，或者其中任意兩種或者兩種以上任意比例 的混合溶液。
全文摘要
本發明涉及一種高溫吸收CO<sub>2</sub>的硅酸鋰材料的制備方法。本發明方法是以SiO<sub>2</sub>和Li<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>為原料，經濕法混合、微波處理及高溫煅燒即可得到硅酸鋰材料。與已有技術相比，本發明合成溫度低，減少能耗，制備工藝簡單，易于工業化生產。
文檔編號C01B33/00GK101214967SQ20071006328
公開日2008年7月9日 申請日期2007年1月5日 優先權日2007年1月5日
發明者魯 其, 平 安, 輝 晨, 王銀杰 申請人:北京理工大學;中信國安盟固利新能源科技有限公司;北京大學