高溫下可快速吸收ＣＯ２的鋯酸鋰材料的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種高溫下可快速吸收ＣＯ２的鋯酸鋰材料的制備方法。本發明專利技術針對現有的鋯酸鋰材料在高溫下吸收ＣＯ２吸收速率低的不足之處，提供一種在高溫下可快速吸收ＣＯ２的鋯酸鋰材料的制備方法。本發明專利技術高溫下可快速吸收ＣＯ２的鋯酸鋰材料的制備方法是采用檸檬酸溶膠－凝膠法，該方法為：將可溶性鋯鹽和可溶性鋰鹽溶于檸檬酸水溶液中，在含有可溶性鋯鹽和可溶性鋰鹽的檸檬酸水溶液中加入氨水、尿素溶液中的一種以上，經攪拌、干燥、高溫煅燒得到鋯酸鋰材料。本發明專利技術所制備的鋯酸鋰材料ＣＯ２吸收性能好，在０．５ｂａｒ?ＣＯ２氣氛中，溫度為５５０℃下，１５～６０ｍｉｎ內可以達到平衡吸收，平衡吸收量達２０～２５ｗｔ．％。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種高溫下可快速吸收C02的鋯酸鋰(Li2Zr03)材料的制備方法。
技術介紹
化石能源具有較高的碳元素含量，在使用過程中排放出大量的(A氣體，并由此導致大氣中C02氣體的濃度不斷增加，引起全球氣候變暖等一系列環境問題。減少C02排放的一個重要方法是發展co2高效捕集和處理技術，通?；茉慈紵a生co2氣體的溫度比較高，氣體流量較大。因此，合成高溫下能高效快速吸收co2氣體的材料，從而減少co2氣體的排放，具有重要的應用價值。 鈣基吸收劑由于原料價廉、來源廣泛，以其作為高溫(A吸收劑曾引起人們的極大興趣。但是研究表明鈣基吸收劑作為高溫(A吸收劑存在如下缺點1)吸收和解吸的溫度相差較大，意味著吸收劑的再生需要高能量的投入；2)吸收和解吸速率極其緩慢，尤其是吸收劑的再生過程，在高溫(900°C )下仍然保持較慢的解吸速率；3)吸收后所生成的碳酸鹽其密度比原始氧化物要小，吸收前后吸收劑體積變化較大，因此易造成吸收劑床層坍塌；4)水蒸汽的存在會嚴重影響該類吸收劑的使用效果。 日本專利(JP 999214,1997)公開了一種高溫下吸收C02氣體的鋯酸鋰材料，這種鋯酸鋰材料能夠在55(TC左右吸收C02，在70(TC左右進行解吸，而且吸收前后體積變化較小，從而有效克服了鈣基吸收劑遇到的上述問題。但其制備工藝復雜，且反應時間長，耗能大，制備的吸收劑C02吸收速率慢。 中國專利(CN101214977A，2008)公開了一種高溫吸收0)2的鋯酸鋰材料的制備方法，該制備方法從固體原料出發，在溶劑中混合均勻，經微波處理后高溫煅燒制備鋯酸鋰，該法制備的鋯酸鋰具有較高的吸收容量和較好的循環吸收性能。但該專利技術方法制備的鋯酸鋰具有較大的顆粒，而且沒有涉及到C02吸收速率的報道。 實際上，較低的C02吸收速率一直是限制鋯酸鋰材料應用的重要原因。采用不溶性原料的固相混合方法，由于沒有在分子水平上進行混合，制備的鋯酸鋰材料顆粒較大，C02吸收速率往往較低。
技術實現思路
本專利技術針對現有的鋯酸鋰材料在高溫下吸收(A吸收速率低的不足之處，提供一種在高溫下可快速吸收C02的鋯酸鋰材料的制備方法。 本專利技術一種高溫下可快速吸收(A的鋯酸鋰材料的制備方法是采用檸檬酸溶膠_凝膠法，該方法為將可溶性鋯鹽和可溶性鋰鹽溶于檸檬酸水溶液中，在含有可溶性鋯鹽和可溶性鋰鹽的檸檬酸水溶液中加入堿性溶液，經攪拌、干燥、高溫煅燒得到鋯酸鋰材料。其中，堿性溶液采用氨水、尿素溶液中的一種以上。 在本專利技術中，可溶性鋯鹽為硝酸鋯、硝酸氧鋯或氧氯化鋯中的一種。 在本專利技術中，可溶性鋰鹽為碳酸鋰、硝酸鋰或醋酸鋰中的一種。 在本專利技術中，可溶性鋯鹽、可溶性鋰鹽、檸檬酸、氨水與尿素的用量為摩爾比鋯鹽鋰鹽檸檬酸氨水尿素=i : o. 8 2.4 : i. 5 12 : o 40 : o 20。 在本專利技術中，煅燒溫度為400 70(TC，煅燒時間3 12h。 使用中，本專利技術所制備的C02吸收劑吸收C02的溫度范圍為400 700°C ，優選的吸收溫度范圍為500 600°C ;解吸溫度范圍為550 900°C ，優選的解吸溫度范圍為580 700°C。 本專利技術所制備的鋯酸鋰材料C02吸收性能好，在0. 5bar C02氣氛中，溫度為550°C下，15 60min內可以達到平衡吸收，平衡吸收量達20 25wt. %。本專利技術所制備鋯酸鋰材料在C02分壓0. 5 1. Obar范圍均具有良好的吸收性能。本專利技術所制備的C02吸收劑循環穩定性好，可多次重復利用。本專利技術方法采用檸檬酸溶膠_凝膠法，材料制備溫度低，制備方法簡單，易于工業化生產。附圖說明 圖1是實施例1制備的鋯酸鋰材料的C02吸收解吸曲線。其中(I)吸收溫度550°C、C02分壓為0. 5bar ; (II)解吸溫度650°C、N2氣氛。 圖2是實施例1制備的鋯酸鋰材料在550°C、 C02分壓分別為0. 25、0. 5、0. 75、l.Obar下的吸收曲線。 圖3是實施例1制備的鋯酸鋰材料的C02吸收解吸三次循環曲線。其中(I)吸收溫度550°C 、 C02分壓為0. 5bar ; (II)解吸溫度650°C 、 N2氣氛。 圖4是對比例1制備的鋯酸鋰材料的C02吸收解吸曲線。其中(I)吸收溫度550°C、C02分壓為0. 5bar ; (II)解吸溫度650°C、N2氣氛。 圖5是對比例2制備的鋯酸鋰材料的C02吸收解吸曲線。其中(I)吸收溫度550°C、C02分壓為0. 5bar ; (II)解吸溫度650°C、N2氣氛。 圖6是對比例3制備的鋯酸鋰材料的C02吸收解吸曲線。其中(I)吸收溫度550°C、C02分壓為0. 5bar ; (II)解吸溫度650°C、N2氣氛。具體實施例方式下面通過實例進一步描述本專利技術的特征，但本專利技術并不局限于下述實例。 實施例1 稱取檸檬酸63.05g，加入燒杯中，用適量去離子水溶解，制得溶液，稱取硝酸氧鋯26. 74g和硝酸鋰13. 80g，加入制得的溶液中，加熱攪拌溶解，得到混合溶液，向混合溶液中加入30. 05g尿素，然后加入87. 05mL濃氨水，7(TC恒溫攪拌6h，形成溶膠，溶膠在12(TC干燥得到凝膠，凝膠在65(TC焙燒6h，得到粒徑為100 200nm的鋯酸鋰材料。將合成的鋯酸鋰材料于550°C，C02分壓為0. 5bar (平衡氣為N2)的氣氛下恒溫，15min內吸收容量可達20. OOwt. X，25min內可達吸收平衡，平衡吸收量達25. 59wt. % ，結果見圖1 。將合成的鋯酸鋰材料在C02分壓分別為0. 25、0. 5、0. 75、 1. Obar(平衡氣為N2)的氣氛中于55(TC下吸收，隨C02分壓的增加，材料吸收C02的速率明顯加快。C02分壓為1. Obar時，9min內吸收容量可達21.02wt. %，15min內可達吸收平衡，飽和吸收量達25. llwt. %，結果見圖2。三次吸收和再生循環曲線表明，所制備的鋯酸鋰材料經多次循環后，材料的吸收速率和平衡吸收量沒有發生明顯變化，表明了所制備的鋯酸鋰材料具有較好的循環穩定性，結果見圖3。 實施例2 稱取檸檬酸56. 15g，加入燒杯中，用適量去離子水溶解，制得溶液，稱取硝酸氧鋯23. 83g和硝酸鋰9. 83g，加入制得的溶液中，加熱攪拌溶解，得到混合溶液，向混合溶液中加入26. 76g尿素，然后加入77. 52mL濃氨水，7(TC恒溫攪拌6h，形成溶膠，溶膠在12(TC干燥得到凝膠，凝膠在65(TC焙燒6h，得到粒徑為100 500nm的鋯酸鋰材料。將合成的鋯酸鋰材料于550°C，C02分壓為0. 5bar (平衡氣為N2)的氣氛下恒溫，60min內吸收容量可達21. 3wt. %。 實施例3 稱取檸檬酸73. 77g，加入燒杯中，用適量去離子水溶解，制得溶液，稱取硝酸氧鋯31. 31g和硝酸鋰14. 53g，加入制得的溶液中，加熱攪拌溶解，得到混合溶液，向混合溶液中加入35. 16g尿素，然后加入101. 9lmL濃氨水，70°C恒溫攪拌6h，形成溶膠，溶膠在120°C干燥得到凝膠，凝膠在65(TC焙燒8h，得到粒徑為100 500nm的鋯酸鋰材料。將合成的鋯酸鋰材料于550°C本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高溫下可快速吸收ＣＯ↓［２］的鋯酸鋰材料的制備方法，該鋯酸鋰材料的制備方法是采用檸檬酸溶膠－凝膠法，其特征在于該鋯酸鋰材料的制備方法為：將可溶性鋯鹽和可溶性鋰鹽溶于檸檬酸水溶液中，在含有可溶性鋯鹽和可溶性鋰鹽的檸檬酸水溶液中加入堿性溶液，經攪拌、干燥、高溫煅燒得到鋯酸鋰材料；其中，堿性溶液采用氨水、尿素溶液中的一種以上。

【技術特征摘要】
一種高溫下可快速吸收CO2的鋯酸鋰材料的制備方法，該鋯酸鋰材料的制備方法是采用檸檬酸溶膠-凝膠法，其特征在于該鋯酸鋰材料的制備方法為將可溶性鋯鹽和可溶性鋰鹽溶于檸檬酸水溶液中，在含有可溶性鋯鹽和可溶性鋰鹽的檸檬酸水溶液中加入堿性溶液，經攪拌、干燥、高溫煅燒得到鋯酸鋰材料；其中，堿性溶液采用氨水、尿素溶液中的一種以上。2. 根據權利要求1所述的高溫下可快速吸收C02的鋯酸鋰材料的制備方法，其特征在于可溶性鋯鹽、可溶性鋰鹽、擰檬酸、氨水與尿素的用量為摩爾比鋯鹽鋰鹽擰檬酸氨水尿素=i : o. 8 2.4 : i. 5 12 : o 40 : o 20。3. 根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：肖強，劉葉鳳，鐘依均，朱偉東，
申請(專利權)人：浙江師范大學，
類型：發明
國別省市：33[中國|浙江]