專利名稱：改性凹凸棒石粘土吸附材料的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種土吸附材料的制備方法，特別是涉及一種改性凹凸棒石粘土吸 附材料的制備方法。
背景技術：
二氧化碳是類似于地下空間密閉或通風不暢場所中的主要污染物之一，其來源 主要有兩方面，一是來自人體呼出產生的氣體，二是來自燃料的燃燒。由于地下空間難 見陽光，而且缺少直接能夠與外界通風的設施，因而地下空間的通風設計與人群活動對 這些地下空間的空氣質量，尤其是二氧化碳濃度有著直接影響。二氧化碳是人體生理必 需物質，屬于呼吸中樞的興奮劑，因此，室內二氧化碳被用作通風狀況的參數，一般并 不對人體產生毒害作用。當濃度超過一定范圍時，則其對人體有毒害作用。高濃度二 氧化碳(> 15000ppm)會引發中樞神經系統中毒，使呼吸中樞先興奮、后抑制，最后導 致麻痹和窒息，機體缺氧而導致肺、腎等實質臟器充血、水腫。因此，制備一種具有高 效吸附二氧化碳凈化空氣的材料具有較大的現實意義。文獻公開了一種含硅納米氧化鈣 高溫二氧化碳吸附劑，由納米碳酸鈣(CaCO3)用溶膠_凝膠法包覆二氧化硅(SiO2)或納 米納米碳酸鈣直接與納米二氧化硅粉末均勻混合制成含硅的納米碳酸鈣粉末，再與成型 劑混合成型，在600 800°C溫度下煅燒而成，在高溫條件下對二氧化碳有較好的吸附效 果。文獻公開了一種利用有機胺類浸漬于活性炭上的吸附二氧化碳的材料，濕態產品對 二氧化碳的吸附量可達127.0mg/g。文獻公開了一種利用氧化鈣和稻殼恢制備的二氧化 碳吸附劑的方法，該吸附劑可多次循環煅燒/碳酸化反應過程中保持良好的CO2的捕捉性 能。文獻公開了一種提高沸石吸附CO2容量的方法，是利用碳酸鈉、氫氧化鈉或鈉鈣鹽 混合稀溶液對13X沸石進行處理以達到對二氧化碳高效吸附的目的。凹凸棒石粘土是一種天然礦物材料，具有高比表面積、離子交換性能力強、化 學穩定性好、強吸水性等特性，被廣泛用作為吸附劑、催化劑載體和抗菌劑載體，已在 石油化工、日用化工、精細化工、食品加工等領域中應用。而將改性的凹凸棒石粘土作 為吸附凈化二氧化碳的材料還未見報道。本發明利用經過改性處理的凹凸石棒粘土，經干燥和焙燒制備成二氧化碳常溫 吸附材料。該材料具有成本低、吸附能力強、吸附容量大、適應性強、可再生循環使用 等優點。
發明內容
本發明的目的在于提供一種高效吸附二氧化碳改性凹凸棒石粘土吸附材料的制 備方法。該吸附材料具有高活性、高穩定性、適應性強等特點，可廣泛應用在室內空氣 凈化、大氣環境凈化和化工等領域。當該吸附材料吸附飽和后可通過加熱脫附出二氧化 碳而循環再生使用。本發明提供一種改性凹凸棒石粘土吸附材料的制備方法，所述改性凹凸棒石粘
3土吸附材料的質量百分比組分為30 5%金屬氧化物，余量為凹凸棒石粘土，其特 征在于，將改性劑配制成浸漬液，采取過量體積浸漬方式浸漬到凹凸棒粘石土上，浸漬 2 24小時，取出，100 120°C下烘干2 10小時，500°C下焙燒1 6小時，制得改 性凹凸棒石粘土吸附材料。所述的金屬氧化物為或氧化鉀、或氧化鈉、或氧化鈣、或氧化鋇、或氧化鎂。所述的凹凸棒石粘土是指，該凹凸棒石粘土的粒度為20 40目。所述的改性劑為或氫氧化鉀、或氫氧化鈉、或硝酸鈣、或硝酸鋇、或硝酸鎂。所述的過體積浸漬法是指預先測定浸漬凹凸棒石粘土的吸水率，然后根據吸 水率加入超過飽和吸收所需體積的或氫氧化鉀溶液、或氫氧化鈉溶液、或硝酸鈣溶液、 或硝酸鋇溶液、或硝酸鎂溶液。本發明所述的凹凸棒石粘土吸附材料主要是由凹凸棒石粘土和改性劑組成，經 浸漬、干燥和焙燒等工序制成。吸附材料性能評價在U型玻璃管反應器中進行，用量5ml，粒度20 40目，原 料氣組成為CO2含量為10 2000ppm，其余為空氣。吸附溫度30°C，壓力O.lMPa，相 對濕度40 90%，空速(GHSV)為200001Γ1。
具體實施例方式以下結合吸附材料具體制備過程對本發明進一步說明實施例1稱取一定量的氫氧化鉀(KOH)溶解于10毫升去離子水中，配制成浸漬液，將該 浸漬液采取過量體積浸漬方式浸漬到5毫升20 40目凹凸棒石粘土上，室溫下浸漬2小 時后經120°C烘干6小時，再在500°C下焙燒3小時，制得含10%氧化鉀(K2O)改性的凹 凸棒石粘土吸附材料。將所制的吸附材料按照前述試驗條件進行吸附性能評價，其對二氧化碳的吸附 效率為96.7%。實施例2稱取一定量的氫氧化鈉(NaOH)溶解于10毫升去離子水中，配制成浸漬液，將 該浸漬液采取過量體積浸漬方式浸漬到5毫升20 40目凹凸棒石粘土上，室溫下浸漬2 小時后經120°C烘干6小時，再在500°C下焙燒3小時，制得含10%氧化鈉(Na2O)改性 的凹凸棒石粘土吸附材料。將所制的吸附材料按照前述試驗條件進行吸附性能評價，其對二氧化碳的吸附 效率為98.5%。實施例3稱取一定量的硝酸鈣(Ca(NO3)2)溶解于10毫升去離子水中，配制成浸漬液，將 該浸漬液采取過量體積浸漬方式浸漬到毫升20 40目凹凸棒石粘土上，室溫下浸漬2小 時后經120°C烘干6小時，再在550°C下焙燒3小時，制得含10%氧化鈣(CaO)改性的凹 凸棒石粘土吸附材料。將所制的吸附材料按照前述試驗條件進行吸附性能評價，其對二氧化碳的吸附 效率為99.1%。
實施例4稱取一定量的硝酸鋇(Ba(NO3)2)溶解于10毫升去離子水中，配制成浸漬液，將 該浸漬液采取過量體積浸漬方式浸漬到毫升20 40目凹凸棒石粘土上，室溫下浸漬2小 時后經120°C烘干6小時，再在550°C下焙燒3小時，制得含10%氧化鋇(BaO)改性的凹 凸棒石粘土吸附材料。將所制的吸附材料按照前述試驗條件進行吸附性能評價，其對二氧化碳的吸附 效率為95.6%。實施例5稱取一定量的硝酸鎂(Mg(NO3)2)溶解于10毫升去離子水中，配制成浸漬液， 將該浸漬液采取過量體積浸漬方式浸漬到5毫升20 40目凹凸棒石粘土上，室溫下浸漬 2小時后經120°C烘干6小時，再在550°C下焙燒3小時，制得含10%氧化鎂MgO改性的 凹凸棒石粘土吸附材料。將所制的吸附材料按照前述試驗條件進行吸附性能評價，其對二氧化碳的吸附 效率為90.9%。
權利要求
1.改性凹凸棒石粘土吸附材料的制備方法，所述改性凹凸棒石粘土吸附材料的質量 百分比組分為30 5%金屬氧化物，余量為凹凸棒石粘土，其特征在于，將改性劑配 制成浸漬液，采取過量體積浸漬方式浸漬到凹凸棒粘石土上，浸漬2 24小時，取出， 100 120°C下烘干2 10小時，500°C下焙燒1 6小時，制得改性凹凸棒石粘土吸附 材料。
2.根據權利要求1所述改性凹凸棒石粘土吸附材料的制備方法，其特征在于，所述的 金屬氧化物為或氧化鉀、或氧化鈉、或氧化鈣、或氧化鋇、或氧化鎂。
3.根據權利要求1所述改性凹凸棒石粘土吸附材料的制備方法，其特征在于，所述的 凹凸棒石粘土是指，該凹凸棒石粘土的粒度為20 40目。
4.根據權利要求1所述改性凹凸棒石粘土吸附材料的制備方法，其特征在于，所述的 改性劑為或氫氧化鉀、或氫氧化鈉、或硝酸鈣、或硝酸鋇、或硝酸鎂。
5.根據權利要求1所述改性凹凸棒石粘土吸附材料的制備方法，其特征在于，所述的 過體積浸漬法是指預先測定浸漬凹凸棒石粘土的吸水率，然后根據吸水率加入超過飽 和吸收所需體積的或氫氧化鉀溶液、或氫氧化鈉溶液、或硝酸鈣溶液、或硝酸鋇溶液、 或硝酸鎂溶液。
全文摘要
本發明公開了一種高效吸附二氧化碳改性凹凸棒石粘土吸附材料的制備方法。吸附材料主要由凹凸棒石粘土、堿金屬或堿土金屬氧化物改性劑組成，經過浸漬、烘干和焙燒等工序制成。該吸附材料對二氧化碳具有良好的吸附凈化效果，同時具有活性高、成本低、吸附能力強、吸附容量大和可再生循環使用等優點。
文檔編號B01J20/12GK102019166SQ20101058455
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月11日 優先權日2010年12月11日
發明者劉洋, 周潔, 姚煒, 張豪杰, 眭艷輝 申請人:上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司