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CN108704627A - 一种吸附CO2的固体材料TSCD-Zr的制备与改性方法 - Google Patents

一种吸附CO2的固体材料TSCD-Zr的制备与改性方法 Download PDF

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CN108704627A CN201810487387.6A CN201810487387A CN108704627A CN 108704627 A CN108704627 A CN 108704627A CN 201810487387 A CN201810487387 A CN 201810487387A CN 108704627 A CN108704627 A CN 108704627A
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Abstract

本发明提供一种吸附CO2的固体材料TSCD‑Zr的制备方法，包括以下步骤：将柠檬酸钠溶于去离子水中，加入金属盐，超声1h～2h后进行过滤，并利用去离子水对滤饼进行洗涤，直至滤液呈中性，将所得固体置于80℃～100℃干燥箱中干燥12h～24h，即可得到吸附CO2的固体材料TSCD‑Zr。本发明还提供一种利用有机胺对所制备的固体材料TSCD‑Zr进行改性的方法。本发明所提供的有机胺改性固体材料TSCD‑Zr‑NH2在较低浓度CO2环境中具有较大的吸附量。

Description

一种吸附CO2的固体材料TSCD-Zr的制备与改性方法
【技术领域】
本发明涉及一种在较低温度、较低CO2浓度环境中具有高效CO2吸附性能的固体材料TSCD-Zr的制备与改性方法。
【背景技术】
近年来，全球工业化进程加快，CO2排放量急剧增加，导致温室效应加剧。因此CO2捕获已成为各国关注焦点。CO2捕获技术中，CO2吸附因具有吸附量较大、腐蚀性较小、循环吸附性能较好等优点而倍受青睐。
吸附剂制备是CO2吸附技术的核心。CO2吸附剂中，碳材料、硅基分子筛、金属-有机框架(MOFs)材料、超分子框架(SOFs)等材料吸附速率较快、吸附-脱附温度较低，能耗较小，但吸附量小，选择性吸附性能较差。除此之外，MOFs材料、SOFs材料制备所使用原料价格昂贵，并且合成步骤复杂，因此受到较大限制。因此利用廉价原料制备快速制备具有高效CO2吸附性能的固体吸附剂迫在眉睫。
利用有机胺对固体材料进行改性，可以提高材料CO2吸附性能。有机胺为Lewis碱，其分子结构含有N原子，可以利用N原子与固体材料表面含有电子空穴的金属原子发生相互作用，从而将有机胺引入至固体材料表面。因此，利用廉价原料制备快速制备具有Lewis酸性的固体材料具有重要意义。双金属材料中含有两种金属原子，改变原料中金属盐种类，可以制备具有不同物理化学性质的双金属材料。因此，可以通过调控金属原子种类制备符合条件的固体材料，并利用有机胺对其进行改性，制备具有高效CO2吸附性能的固体吸附剂。
【发明内容】
发明的目的是提供一种吸附CO2的固体材料TSCD-Zr的制备与改性方法。
为实现上述目的，本发明提供一种吸附CO2的固体材料TSCD-Zr的制备方法，包括下述步骤：
将柠檬酸钠溶于去离子水中，加入金属盐，超声1h～2h时间后进行过滤，并利用去离子水对滤饼进行洗涤，直至滤液呈中性，将所得固体置于80℃～100℃干燥箱中干燥12h～24h，即可得到吸附CO2的固体材料TSCD-Zr；
其中，所述金属盐是八水合氯氧化锆或硝酸氧锆。
上述制备方法中，所述柠檬酸钠与金属盐的摩尔比1∶[2～1]。
本发明还提供一种对上述制备的吸附CO2的固体材料TSCD-Zr进行改性的方法，包括下述步骤：
往聚四氟乙烯内衬中加入有机胺和20g无水乙醇，搅拌溶解，加入吸附CO2的固体材料TSCD-Zr，得浑浊液A；
将上述浑浊液A在室温下搅拌2h～3h后，60℃～80℃温度下旋转蒸发，移除溶剂，将所得产物置于80℃～100℃真空干燥箱中干燥4h～6h，得到改性材料TSCD-Zr-NH2；
其中，所述有机胺是乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺。
上述改性方法中，所述有机胺与TSCD-Zr的质量比[0.1～0.4]∶1。
根据实验结果，本发明所提供的有机胺改性固体材料，在低浓度CO2环境中，具有CO2吸附容量较大、脱附温度较低，循环吸附性能较好等特点，该方法解决了常见的低浓度CO2环境中CO2吸附量小、脱附温度较高等不足。
【附图简要说明】
图1所示为本发明实施例1制得的固体材料CO2吸附量随时间变化曲线图。
固体材料TSCD-Zr的制备：
制备例1
将2.94g柠檬酸钠溶于去离子水中，加入3.22g八水合氯氧化锆，超声1h后进行过滤，并利用去离子水对滤饼进行洗涤，直至滤液呈中性，将所得固体置于80℃干燥箱中干燥24h，即可得到吸附CO2的固体材料TSCD-Zr。
制备例2
将2.94g柠檬酸钠溶于去离子水中，加入3.22g八水合氯氧化锆，超声2h后进行过滤，并利用去离子水对滤饼进行洗涤，直至滤液呈中性，将所得固体置于100℃干燥箱中干燥12h，即可得到吸附CO2的固体材料TSCD-Zr。
制备例3
将2.94g柠檬酸钠溶于去离子水中，加入6.44g八水合氯氧化锆，超声1h后进行过滤，并利用去离子水对滤饼进行洗涤，直至滤液呈中性，将所得固体置于80℃干燥箱中干燥24h，即可得到吸附CO2的固体材料TSCD-Zr。
制备例4
将2.94g柠檬酸钠溶于去离子水中，加入6.44g八水合氯氧化锆，超声2h后进行过滤，并利用去离子水对滤饼进行洗涤，直至滤液呈中性，将所得固体置于100℃干燥箱中干燥12h，即可得到吸附CO2的固体材料TSCD-Zr。
制备例5
将2.94g柠檬酸钠溶于去离子水中，加入2.31g硝酸氧锆，超声1h后进行过滤，并利用去离子水对滤饼进行洗涤，直至滤液呈中性，将所得固体置于80℃干燥箱中干燥24h，即可得到吸附CO2的固体材料TSCD-Zr。
制备例6
将2.94g柠檬酸钠溶于去离子水中，加入2.31g硝酸氧锆，超声2h后进行过滤，并利用去离子水对滤饼进行洗涤，直至滤液呈中性，将所得固体置于100℃干燥箱中干燥12h，即可得到吸附CO2的固体材料TSCD-Zr。
制备例7
将2.94g柠檬酸钠溶于去离子水中，加入4.62g硝酸氧锆，超声1h后进行过滤，并利用去离子水对滤饼进行洗涤，直至滤液呈中性，将所得固体置于80℃干燥箱中干燥24h，即可得到吸附CO2的固体材料TSCD-Zr。
制备例8
将2.94g柠檬酸钠溶于去离子水中，加入4.62g硝酸氧锆，超声2h后进行过滤，并利用去离子水对滤饼进行洗涤，直至滤液呈中性，将所得固体置于100℃干燥箱中干燥12h，即可得到吸附CO2的固体材料TSCD-Zr。
有机胺改性固体材料的制备：
制备例9
a.往聚四氟乙烯内衬中加入乙二胺和20g无水乙醇，搅拌溶解，加入制备例1中所制备的吸附CO2的固体材料TSCD-Zr，得浑浊液A。重复上述操作，得到5份乙二胺和TSCD-Zr的质量比不同的浑浊液。其中，乙二胺和TSCD-Zr的质量比分别为0.2∶1，0.25∶1，0.3∶1，0.35∶1和0.4∶1；
b.将步骤a中的浑浊液A在室温下搅拌2h后，60℃旋转蒸发，移除溶剂，将所得产物置于100℃真空干燥箱中干燥4h，得到改性材料TSCD-Zr-NH2。
制备例10
a.往聚四氟乙烯内衬中加入乙二胺和20g无水乙醇，搅拌溶解，加入制备例2中所制备的吸附CO2的固体材料TSCD-Zr，得浑浊液A。重复上述操作，得到5份乙二胺和TSCD-Zr的质量比不同的浑浊液。其中，乙二胺和TSCD-Zr的质量比分别为0.2∶1，0.25∶1，0.3∶1，0.35∶1和0.4∶1；
b.将步骤a中的浑浊液A在室温下搅拌3h后，80℃旋转蒸发，移除溶剂，将所得产物置于100℃真空干燥箱中干燥4h，得到改性材料TSCD-Zr-NH2。
制备例11
a.往聚四氟乙烯内衬中加入乙二胺和20g无水乙醇，搅拌溶解，加入制备例3中所制备的吸附CO2的固体材料TSCD-Zr，得浑浊液A。重复上述操作，得到5份乙二胺和TSCD-Zr的质量比不同的浑浊液。其中，乙二胺和TSCD-Zr的质量比分别为0.2∶1，0.25∶1，0.3∶1，0.35∶1和0.4∶1；
b.将步骤a中的浑浊液A在室温下搅拌3h后，80℃旋转蒸发，移除溶剂，将所得产物置于100℃真空干燥箱中干燥4h，得到改性材料TSCD-Zr-NH2。
制备例12
a.往聚四氟乙烯内衬中加入二乙烯三胺和20g无水乙醇，搅拌溶解，加入制备例4中所制备的吸附CO2的固体材料TSCD-Zr，得浑浊液A。重复上述操作，得到5份二乙烯三胺和TSCD-Zr的质量比不同的浑浊液。其中，二乙烯三胺和TSCD-Zr的质量比分别为0.2∶1，0.25∶1，0.3∶1，0.35∶1和0.4∶1；
b.将步骤a中的浑浊液A在室温下搅拌2h后，60℃旋转蒸发，移除溶剂，将所得产物置于100℃真空干燥箱中干燥4h，得到改性材料TSCD-Zr-NH2。
制备例13
a.往聚四氟乙烯内衬中加入二乙烯三胺和20g无水乙醇，搅拌溶解，加入制备例5中所制备的吸附CO2的固体材料TSCD-Zr，得浑浊液A。重复上述操作，得到5份二乙烯三胺和TSCD-Zr的质量比不同的浑浊液。其中，二乙烯三胺和TSCD-Zr的质量比分别为0.2∶1，0.25∶1，0.3∶1，0.35∶1和0.4∶1；
b.将步骤a中的浑浊液A在室温下搅拌3h后，80℃旋转蒸发，移除溶剂，将所得产物置于80℃真空干燥箱中干燥6h，得到改性材料TSCD-Zr-NH2。
制备例14
a.往聚四氟乙烯内衬中加入二乙烯三胺和20g无水乙醇，搅拌溶解，加入制备例6中所制备的吸附CO2的固体材料TSCD-Zr，得浑浊液A。重复上述操作，得到5份二乙烯三胺和TSCD-Zr的质量比不同的浑浊液。其中，二乙烯三胺和TSCD-Zr的质量比分别为0.2∶1，0.25∶1，0.3∶1，0.35∶1和0.4∶1；
b.将步骤a中的浑浊液A在室温下搅拌3h后，80℃旋转蒸发，移除溶剂，将所得产物置于80℃真空干燥箱中干燥6h，得到改性材料TSCD-Zr-NH2。
制备例15
a.往聚四氟乙烯内衬中加入三乙烯四胺和20g无水乙醇，搅拌溶解，加入制备例7中所制备的吸附CO2的固体材料TSCD-Zr，得浑浊液A。重复上述操作，得到5份三乙烯四胺和TSCD-Zr的质量比不同的浑浊液。其中，三乙烯四胺和TSCD-Zr的质量比分别为0.2∶1，0.25∶1，0.3∶1，0.35∶1和0.4∶1；
b.将步骤a中的浑浊液A在室温下搅拌2h后，100℃旋转蒸发，移除溶剂，将所得产物置于100℃真空干燥箱中干燥4h，得到改性材料TSCD-Zr-NH2。
制备例16
a.往聚四氟乙烯内衬中加入三乙烯四胺和20g无水乙醇，搅拌溶解，加入制备例8中所制备的吸附CO2的固体材料TSCD-Zr，得浑浊液A。重复上述操作，得到5份三乙烯四胺和TSCD-Zr的质量比不同的浑浊液。其中，三乙烯四胺和TSCD-Zr的质量比分别为0.2∶1，0.25∶1，0.3∶1，0.35∶1和0.4∶1；
b.将步骤a中的浑浊液A在室温下搅拌3h后，80℃旋转蒸发，移除溶剂，将所得产物置于80℃真空干燥箱中干燥6h，得到改性材料TSCD-Zr-NH2。
固体材料TSCD-Zr及其改性材料的CO2吸附测定
实施例1
取适量的通过制备例1制备的固体材料TSCD-Zr，置于AutoChem II 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫固体材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min，所得TSCD-Zr的CO2吸附量随时间变化曲线如图1所示。
实施例2
取适量的通过制备例1制备的固体材料TSCD-Zr，置于AutoChem II 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫固体材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min，所得TSCD-Zr的CO2吸附量随时间变化曲线与图1相似。
实施例3
取适量的通过制备例3制备的固体材料TSCD-Zr，置于AutoChem II 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫固体材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min，所得TSCD-Zr的CO2吸附量随时间变化曲线与图1相似。
实施例4
取适量的通过制备例4制备的固体材料TSCD-Zr，置于AutoChem II 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫固体材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min，所得TSCD-Zr的CO2吸附量随时间变化曲线与图1相似。
实施例5
取适量的通过制备例5制备的固体材料TSCD-Zr，置于AutoChem II 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫固体材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min，所得TSCD-Zr的CO2吸附量随时间变化曲线与图1相似。
实施例6
取适量的通过制备例6制备的固体材料TSCD-Zr，置于AutoChem II 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫固体材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min，所得TSCD-Zr的CO2吸附量随时间变化曲线与图1相似。
实施例7
取适量的通过制备例7制备的固体材料TSCD-Zr，置于AutoChem II 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫固体材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min，所得TSCD-Zr的CO2吸附量随时间变化曲线与图1相似。
实施例8
取适量的通过制备例8制备的固体材料TSCD-Zr，置于AutoChem II 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫固体材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min，所得TSCD-Zr的CO2吸附量随时间变化曲线与图1相似。
实施例9
取适量的通过制备例9制备的有机胺改性固体材料TSCD-Zr-NH2，置于AutoChemII 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min；
与制备例1中材料TSCD-Zr相比，改性材料TSCD-Zr-NH2的CO2吸附量明显增大，介于3～5mmol g-1之间。
实施例10
取适量的通过制备例10制备的有机胺改性固体材料TSCD-Zr-NH2，置于AutoChemII 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min；
与制备例2中材料TSCD-Zr相比，改性材料TSCD-Zr-NH2的CO2吸附量明显增大，介于3～5mmol g-1之间。
实施例11
取适量的通过制备例11制备的有机胺改性固体材料TSCD-Zr-NH2，置于AutoChemII 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min；
与制备例3中材料TSCD-Zr相比，改性材料TSCD-Zr-NH2的CO2吸附量明显增大，介于3～5mmol g-1之间。
实施例12
取适量的通过制备例12制备的有机胺改性固体材料TSCD-Zr-NH2，置于AutoChemII 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min；
与制备例4中材料TSCD-Zr相比，改性材料TSCD-Zr-NH2的CO2吸附量明显增大，介于3～5mmol g-1之间。
实施例13
取适量的通过制备例13制备的有机胺改性固体材料TSCD-Zr-NH2，置于AutoChemII 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min；
与制备例5中材料TSCD-Zr相比，改性材料TSCD-Zr-NH2的CO2吸附量明显增大，介于3～5mmol g-1之间。
实施例14
取适量的通过制备例14制备的有机胺改性固体材料TSCD-Zr-NH2，置于AutoChemII 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min；
与制备例6中材料TSCD-Zr相比，改性材料TSCD-Zr-NH2的CO2吸附量明显增大，介于3～5mmol g-1之间。
实施例15
取适量的通过制备例15制备的有机胺改性固体材料TSCD-Zr-NH2，置于AutoChemII 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min；
与制备例7中材料TSCD-Zr相比，改性材料TSCD-Zr-NH2的CO2吸附量明显增大，介于3～5mmol g-1之间。
实施例16
取适量的通过制备例16制备的有机胺改性固体材料TSCD-Zr-NH2，置于AutoChemII 2920的U型管内，通入高纯Ar吹扫材料表面，同时升温至100℃，保持60min后，降温至75℃；
通入5％CO2-He气体，气体压力为0.2MPa，气体流量为10ml·min-1，保持10min，5％CO2-He气体中的CO2体积百分数为5％，He体积百分数为95％；
通入高纯Ar，同时升温至100℃，保持60min；
与制备例8中材料TSCD-Zr相比，改性材料TSCD-Zr-NH2的CO2吸附量明显增大，介于3～5mmol g-1之间。
为了进一步说明本发明中有机胺改性固体材料的优越性，选用以下吸附剂作为对比例。
40℃时，将80.2g P123溶于2000ml去离子水和400ml浓盐酸中，加入170g正硅酸四乙酯，搅拌16h后升温至92℃，保持18h，得到白色固体。将所得固体进行洗涤、干燥。将干燥后的固体置于550℃马弗炉中焙烧6h，得到分子筛SBA-15。
取10g所制备的SBA-15溶于150ml甲苯与3.2ml去离子水混合溶液中，搅拌1h。加入10ml乙二胺，升温并回流4h，加入甲醇和去离子水，进行蒸馏。蒸馏完毕后，将混合液降温到室温，过滤，将所得固体用异丙醇洗涤后，干燥，制得乙二胺改性的分子筛材料，备用。
由此乙二胺改性分子筛材料的CO2吸附实验结果得知，室温下，CO2浓度为15％时，吸附量为0.46mmol·g-1。纯CO2环境中，CO2压力为1atm，吸附量约为2mmol·g-1。

Claims (4)

1.一种吸附CO2的固体材料TSCD-Zr的制备与改性方法，包括下述步骤：
将柠檬酸钠溶于去离子水中，加入金属盐，超声1h～2h后进行过滤，并利用去离子水对滤饼进行洗涤，直至滤液呈中性，将所得固体置于80℃～100℃干燥箱中干燥12h～24h，即可得到吸附CO2的固体材料TSCD-Zr；
其中，所述金属盐是八水合氯氧化锆或硝酸氧锆。
2.根据权利要求1所述的吸附CO2的固体材料TSCD-Zr的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸钠与金属盐的摩尔比1∶[2～1]。
3.一种吸附CO2的固体材料TSCD-Zr的改性方法，包括下述步骤：
往聚四氟乙烯内衬中加入有机胺和20g无水乙醇，搅拌溶解，加入吸附CO2的固体材料TSCD-Zr，得浑浊液A；
将上述浑浊液A在室温下搅拌2h～3h后，60℃～80℃旋转蒸发，移除溶剂，将所得产物置于80℃～100℃真空干燥箱中干燥4h～6h，得到改性材料TSCD-Zr-NH2；
其中，所述有机胺是乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺。
4.根据权利要求3所述的改性方法，其特征在于，所述有机胺与TSCD-Zr的质量比[0.2～0.4]∶1。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1060790A1 (fr) * 1999-06-18 2000-12-20 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Solution aqueuse utilisable dans un procédé d'échange ions
CN101774636A (zh) * 2009-11-19 2010-07-14 浙江师范大学 高温下可快速吸收co2的锆酸锂材料的制备方法
CN103418336A (zh) * 2013-08-20 2013-12-04 昆明理工大学 一种高温钙基co2吸收材料的制备方法
CN104190367A (zh) * 2014-09-19 2014-12-10 湖南大学 一种吸附co2的有机胺改性材料m-nh2的制备方法
CN107344092A (zh) * 2017-09-08 2017-11-14 梅庆波 一种耐高温型钙基二氧化碳吸收剂的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1060790A1 (fr) * 1999-06-18 2000-12-20 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Solution aqueuse utilisable dans un procédé d'échange ions
CN101774636A (zh) * 2009-11-19 2010-07-14 浙江师范大学 高温下可快速吸收co2的锆酸锂材料的制备方法
CN103418336A (zh) * 2013-08-20 2013-12-04 昆明理工大学 一种高温钙基co2吸收材料的制备方法
CN104190367A (zh) * 2014-09-19 2014-12-10 湖南大学 一种吸附co2的有机胺改性材料m-nh2的制备方法
CN107344092A (zh) * 2017-09-08 2017-11-14 梅庆波 一种耐高温型钙基二氧化碳吸收剂的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QIANG XIAO ET AL.: "A citrate sol-gel method to synthesize Li2ZrO3 nanocrystals with improved CO2 capture properties", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY》 *
李承恩等: "《功能陶瓷粉体制备液相包裹技术的理论基础与应用》", 31 January 1997 *

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