一種CO吸附劑的制備方法研究

李 麗， 郝俊麗

(晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 晉中 030600)

引 言

山西化學(xué)工業(yè)經(jīng)過多年的快速發(fā)展，基本形成了以焦炭、化肥、甲醇、精細(xì)化工等煤化工為主的化學(xué)工業(yè)體系，特別是一些重點(diǎn)技術(shù)項(xiàng)目的實(shí)施和企業(yè)轉(zhuǎn)型綜合發(fā)展，企業(yè)工藝和裝備水平有了較大提高。隨著煤化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，氣體混合物中對(duì)CO的的純凈度要求越高。目前比較理想的CO吸附劑的應(yīng)用研究主要是利用一價(jià)銅活性中心與CO結(jié)合形成π絡(luò)合物進(jìn)而實(shí)現(xiàn)混合氣體中分離提純CO的目的與要求[1-2]。為了提高Cu+活性中心的利用率，因此將一價(jià)銅化合物均勻地負(fù)載于沸石分子篩等多孔性物質(zhì)表面上經(jīng)過加熱等方式形成具有高效可逆的CO絡(luò)合型吸附劑，該類吸附劑對(duì)CO的吸附量和混合氣體分離選擇性有明顯的作用。

本文通過直接制備法通過改變一價(jià)銅的負(fù)載量等因素，研究新型吸附劑CO的吸脫附性能等[3-5]。

1 吸附劑制備條件分析

表1顯示了利用混合浸漬法將CuCl以不同比例負(fù)載于13X分子篩表面上混合制備的CuCl/13X吸附劑經(jīng)過350 ℃、4 h加熱后，在25 ℃，一個(gè)大氣壓下測(cè)得吸附劑的CO吸附量比較。分析可知，質(zhì)量比為0.4∶1的CuCl/13X型吸附劑表現(xiàn)了對(duì)CO較高的吸附性能，吸附量可達(dá)50 mL/g(吸附劑)。

表1 不同比例樣品在管式爐中焙燒后吸附量的比較

2 吸附劑對(duì)CO的吸脫附性能

表2顯示了相同制備條件下兩種不同鹽類負(fù)載量的CuCl/13X吸附劑對(duì)CO吸脫附性能比較。將CuCl直接混合浸漬負(fù)載在載體13X分子篩表面上，利用重量法測(cè)得吸附劑對(duì)CO的吸脫附量比較。CuCl/13X二者質(zhì)量比為0.4時(shí)，吸附劑對(duì)CO的吸附量和脫附量略高，脫附率為60%，即分離效果要好些。表現(xiàn)了較好的吸脫附性，對(duì)從混合氣體分離CO具有一定的研究?jī)r(jià)值。

表2 兩種吸附劑對(duì)CO吸、脫附性能比較

3 XRD衍射分析吸附劑中CuCl的分散性

第11頁圖1顯示了活性中心與載體以相同質(zhì)量比直接混合的CuCl/13X(混合比0.4∶1)和CuCl/Y(混合比0.4∶1)樣品在管式爐中，N2吹掃經(jīng)350 ℃、4 h焙燒后所得吸附劑的XRD衍射圖。

通過對(duì)混合浸漬法制備的不同吸附劑樣品進(jìn)行XRD衍射分析，由圖1可知，兩種吸附劑經(jīng)高溫焙燒后吸附劑中的CuCl晶相峰消失，分析可知，氯化亞銅在350 ℃、4 h焙燒過程中高度分散到分子篩載體表面上，也可能發(fā)生部分陽離子的交換，進(jìn)而提高了CuCl/13X(混合比0.4∶1)吸附劑中與CO絡(luò)合的CuCl的分散度，進(jìn)一步提高了CO的吸附量。

圖1 不用樣品的XRD譜圖

4 結(jié)語

本文通過混合浸漬法制備了以CuCl為吸附活性中心，13X分子篩為載體，制備不同負(fù)載量的CuCl/13X高效吸附劑，通過研究負(fù)載量對(duì)吸附效果的影響及吸附劑對(duì)CO的吸脫附性，及XRD衍射分析CuCl的分散度。分析得出該方法制備的吸附劑CO吸附量可達(dá)50 mL/g(吸附劑)，脫附率可達(dá)60%，吸附劑經(jīng)高溫焙燒后吸附劑中的CuCl晶相峰消失，在載體上發(fā)生了高度分散，因此該方法對(duì)于混合氣體分離CO具有一定的研究意義。