【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于co2吸附捕集材料，具體涉及一種利用鋼渣浸出液制備高性能碳捕集材料的方法。
技術介紹
1、在全球化石能源日益枯竭和環境問題日益嚴峻的背景下，尋找可再生資源替代傳統化石能源，并發展高效、環保的碳捕集技術，已成為科學研究和工業應用的重要方向。傳統的碳捕集技術，如化學吸收法、物理吸附法及膜分離法等，雖在一定程度上能夠實現co2的捕集，但往往存在能耗高、效率低、成本大以及可能產生二次污染等問題。例如甲醇作為化工基礎原料，廣泛應用于溶劑、燃料及化工生產等多個領域。竹生物質，以其生長迅速、資源再生能力強及環境友好等特性，成為替代傳統化石原料生產甲醇的重要選擇。竹生物質制甲醇技術不僅實現了竹資源的高效轉化利用，還促進了碳的循環利用，減少了溫室氣體排放。在全球能源結構轉型和碳中和目標下，竹生物質制甲醇技術具有廣闊的發展前景和重要的戰略意義。而在此過程中，如何有效捕集和利用過程中產生的二氧化碳(co2)，是實現綠色化學和循環經濟的關鍵。
2、鋼鐵行業是主要的耗能產業，也是溫室氣體排放的主要來源。鋼渣是煉鋼廠產生的一種工業固體廢棄物。我國擁有全世界最大規模的鋼鐵產業，但是鋼渣的利用率僅為30％。大量鋼渣被廢置導致其內有價值的物質或能源被浪費，且占據土地資源，其中的重金屬元素也會對環境造成破壞。研究發現，鋼渣是一種良好的鈣源，具有很好的礦物碳化能力。此外，鋼渣碳化還可以解決鋼渣體積穩定性差、重金屬含量高的問題。
3、但是經調研發現，現有技術中，單一利用鋼渣或是鋼渣浸出液制備所得碳捕集材料通常存在對co2的捕集能力
4、為了解決上述問題，現有研究者多是通過將鋼渣與其它材料進行協同、改性或煅燒的方式以提高制備所得吸附材料的碳捕集性能，例如中國專利技術專利申請“一種固態二氧化碳吸附劑及其制備方法”(cn118122286a)公開了一種固態二氧化碳吸附劑及其制備方法，首先通過粉煤灰與鋼渣在高溫下煅燒，生成微孔孔隙，然后混合焦粉、氧化鋅、丙烯酸進行定型在隔絕氧氣下高溫煅燒形成部分介孔和更多的微孔，一段時間后通入氧氣繼續煅燒，形成更多的介孔，最后在其表面噴灑表面活性劑和有機胺的混合物，兩者具有協同作用，可以提升二氧化碳吸附和循環穩定性能。
5、但是在上述現有技術中，我們還是注意到了因鋼渣本身的局限性，通常需要采用較為復雜的處理工藝，或是通過加入大量其它材料協同的方式，以提高制備所得吸附材料的碳捕集性能，這些方式無形中大幅提高了以鋼渣作為原料的碳捕集材料的原料及制備成本，局限了其應用價值及市場前景。
6、因此亟需一種基于鋼渣的新型高溫碳捕集材料，且具有更低成本、制備方法簡便的優勢，能在多次吸附-再生循環中高效、穩定地吸附co2。
技術實現思路
1、為了解決上述現有技術中的問題，本專利技術提供了一種利用鋼渣浸出液制備高性能碳捕集材料的方法，其利用鋼渣浸出液中各金屬元素占比進行配比，以均勻多孔的全棉纖維材料為生物模板制備得到高性能碳捕集材料，在600℃下co2的吸附量能夠達到0.45g/g，且在后續的10次吸附-再生循環后仍能保持0.4g/g，吸附性能穩定。
2、為實現上述目的，本專利技術是采用由以下技術措施構成的技術方案來實現的。
3、一種利用鋼渣浸出液制備高性能碳捕集材料的方法，主要包括以下步驟：
4、(1)將回收所得鋼渣經包括粉碎的預處理，得到粒度40～100目的待浸出粉料；
5、(2)將步驟(1)所得待浸出粉料經酸浸處理，得到鋼渣浸出液；
6、(3)根據步驟(2)所得鋼渣浸出液的fe、mn、ca、mg、al元素的浸出濃度，通過在鋼渣浸出液中添加可溶解的鐵鹽、錳鹽、鈣鹽、鎂鹽、鋁鹽其中任意一種或多種，使得所得混合液中ca:fe、ca:mn、ca:al、ca:mg的元素摩爾比值分別滿足9.5～10.5、49～51、9.5～10.5、10～100，且使得鈣元素的浸出濃度為100～107.5g/l；
7、(4)將全棉纖維材料浸漬于步驟(3)所得混合液中，經浸漬處理24～30h得到浸漬后中間產物；
8、(5)將步驟(4)所得浸漬后中間產物經焙燒制備得到高性能碳捕集材料。
9、在本文中，步驟(1)中所述鋼渣為煉鋼過程中所產生的一種工業固體廢物，需說明的是，根據煉鋼工藝的不同，其所產生的鋼渣存在粒度大小不一的特性，在進行回收再利用前，應對其進行粉碎處理以減小和均一化其粒度，提高其再利用價值，通常來說，在本文中因需對其進行酸浸得到鋼渣浸出液的緣故，應將其粉碎至粒度不大于100目。需補充說明的是，目前也存在市售將鋼渣粉碎處理后的粉料，本專利技術也可直接選用此類滿足粒度不大于100目規格的市售粉料。
10、在本文中，步驟(1)中所述鋼渣經包括粉碎的預處理，其粉碎方式為常規礦石原材料粉碎工藝；根據鋼渣來源的不同，本領域技術人員應知曉通過常規鋼渣預處理技術是進行鋼渣資源化利用的前置技術，因此除粉碎外，通常還包括對鋼渣的必要常規預處理，本領域技術人員可查詢煉鋼工藝相關的現有技術進行處理，在此不再累述。
11、在本文中，步驟(2)中所述待浸出粉料經酸浸處理，得到鋼渣浸出液，主要是針對鋼渣的酸浸處理提取其中金屬元素以獲得鋼渣浸出液，是鋼渣的資源化利用的常規處理方式之一，本領域技術人員可根據現有技術文獻或常規工藝自行選擇適宜的酸浸液及酸浸工藝。需說明的是，本專利技術的主要目的是利用該鋼渣浸出液中復雜的金屬元素特殊配比協同滿足制備高性能碳捕集材料，因此雖然酸浸液及酸浸工藝的選擇會造成鋼渣浸出液中金屬元素濃度及浸出效率的影響，但上述影響都可通過現有技術進行調節和選擇，并非本專利技術的主要專利技術點。
12、為了更好地說明本專利技術，并提供一種實驗室條件下可供參考的技術方案，步驟(2)中所述待浸出粉料經酸浸處理，其中酸浸處理具體為先配置濃度7～8mol/l的100ml乙酸溶液，通過水浴加熱至70～85℃后，加入5g待浸出粉料，保持水浴溫度并攪拌混合處理1～1.5h，時間到達后經過濾得到鋼渣浸出液。
13、在本文中，步驟(3)中所述根據步驟(2)所得鋼渣浸出液的fe、mn、ca、mg、al元素的浸出濃度，其中fe、mn、ca、mg、al元素的浸出濃度，是通過化工領域中常規的溶液中金屬元素分析方法來獲得的，例如是通過紫外-可見分光光度計、原子吸收光譜法、x射線熒光光譜法或電感耦合等離子體質譜法進行分析。
14、需注意的是，因鋼渣來源不同，不同來源鋼渣的鋼渣浸出液中fe、mn、ca、mg、al元素的浸出濃度可能會存在差異，若有必要，在其中一種技術方案中，可以通過將鋼渣浸出液進行稀釋或濃縮的方式，盡量接近本專利技術要求(ca:fe、ca:mn、ca:al、ca:mg的元素摩爾比值分別滿足9.5～10.5、49～51、9.5～10.5、10～100，且使得本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種利用鋼渣浸出液制備高性能碳捕集材料的方法，其特征在于主要包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述方法，其特征在于：步驟(2)中所述待浸出粉料經酸浸處理，其中酸浸處理具體為先配置濃度7～8mol/L的100mL乙酸溶液，通過水浴加熱至70～85℃后，加入5g待浸出粉料，保持水浴溫度并攪拌混合處理1～1.5h，時間到達后經過濾得到鋼渣浸出液。
3.根據權利要求1所述方法，其特征在于：步驟(3)中還包括對將鋼渣浸出液進行稀釋或濃縮。
4.根據權利要求1所述方法，其特征在于：步驟(3)中所述鐵鹽包括九水硝酸鐵、六水氯化鐵、四水乙酸鐵其中任意一種或多種；
5.根據權利要求1所述方法，其特征在于：步驟(4)中所述浸漬處理為在封閉條件下進行，并伴隨攪拌。
6.根據權利要求1所述方法，其特征在于：步驟(5)中所述焙燒具體為以5～10℃/min的速率升溫至750～800℃焙燒2～4h。
7.如權利要求1所述利用鋼渣浸出液制備高性能碳捕集材料的方法所制備得到的高性能碳捕集材料。
8.如權利要求7所述高性能碳捕集
...【技術特征摘要】
1.一種利用鋼渣浸出液制備高性能碳捕集材料的方法，其特征在于主要包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述方法，其特征在于：步驟(2)中所述待浸出粉料經酸浸處理，其中酸浸處理具體為先配置濃度7～8mol/l的100ml乙酸溶液，通過水浴加熱至70～85℃后，加入5g待浸出粉料，保持水浴溫度并攪拌混合處理1～1.5h，時間到達后經過濾得到鋼渣浸出液。
3.根據權利要求1所述方法，其特征在于：步驟(3)中還包括對將鋼渣浸出液進行稀釋或濃縮。
4.根據權利要求1所述方法，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：岑望來，鐘涵琪，肖鑫，洪廣，
申請(專利權)人：天府永興實驗室，
類型：發明
國別省市：
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