一种利用鱼骨制备改性复合钙基二氧化碳吸附剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种利用鱼骨制备改性复合钙基二氧化碳吸附剂的制备方法，属于环保技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，以CO2为主的温室气体所引起的全球变暖已受到世界各国的普遍关注。2004年美国公布的数据显示，从2000年到2004年全球CO2排放水平每年增加3%——这一速度是1990年到1999年CO2排放增加速度(1.1%)的近3倍。这将会引发植被的迀徙与物种灭绝，气候带移动，海平面上升与陆地淹没，洋流变化与厄尔尼诺频发等现象。我国是CO2排放大国，尤其是燃煤电站CO2的排放控制已经到了刻不容缓的地步。
[0003]氧化钙基吸附剂捕集二氧化碳的技术主要是基于碳酸钙循环的思想(CalciumCarbonate Looping)，通过吸附剂与二氧化碳的化学反应将二氧化碳从烟气中分离，然后在二氧化碳富集的环境下将吸收产物高温煅烧，得到高浓度的二氧化碳气体，进而再进行压缩、运输以及储存工作。此项技术前期研究主要针对于天然石灰石，因其具有价格低廉、分布广泛的特点，而被大量使用;然而，由于天然石灰石本身结构特性的限制，导致其在循环使用时，对于二氧化碳的吸收转化率(吸收转化率=所转化为碳酸钙的氧化钙基吸附剂/吸附剂总量)随着循环次数的增加而剧烈下降，从而大大增加了吸收成本。近年来，越来越多的研究者开始关注氧化钙基类吸附剂的改性工作，从而提高其对二氧化碳的吸收率(天然石灰石的转化率约为60%)和可循环使用率。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题:针对目前传统的钙基吸附剂在吸附二氧化碳过程中，由于重复使用吸附率急剧下降，且不可再使用，增加成本的问题，本发明首先使用液氮对鱼骨内部结构进行保护，随后进行高温处理，瞬间高温去除鱼骨内部杂质，再将其进行初步酶解，使其内部附着多肽及氨基酸物质，对内部的钙进行保护，然后与酸性物质进行反应，形成复合改性复合钙基二氧化碳吸附剂初体，最后将其与硅酸钠等混合，进行激光强化，使其内部结构扩大，同时使其内部吸附硅盐及铝等物质，增加其对二氧化碳的吸附能力，制备出一种可重复使用，二氧化碳吸收率达75%以上的改性复合钙基二氧化碳吸附剂。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(1)取600?900g鱼骨，去除表面杂质，使用液氮对鱼骨进行降温至-10?-5°C，然后保持温度2?4min后，将鱼骨取出放入粉碎机中进行粉碎，过筛得30?50目鱼骨粉末，随后将其放入马弗炉中，设定温度500?600°C，保持温度，初步热解3?6min，再将其取出，得预处理鱼骨粉末；
(2)将所得的鱼骨粉末放入容器中，向其中加入20?30g复合风味蛋白酶及10?15g漆酶，混合均匀，然后向其中加入质量分数为5?10 %的盐酸溶液，淹没混合物2?3cm，随后将容器移至水浴锅中进行加热，温度设定为35?40°C，以转速130?150r/min，搅拌酶解I?2h；
(3)待上述搅拌结束后减压过滤，收集过滤物，将所得的过滤物放入烘箱中烘干，随后将其放入容器中，向其中加入质量分数为30?50%的乙醇溶液浸泡过滤物，再分别向其中加入50?60mL乙酸及40?50mL乳酸，搅拌均勾，然后对容器进行加热至40?50°C，保持温度陈化12?15h;
(4)待上述陈化结束后，向其中加入4?6mL丙烯酸甲酯，混合均匀后，对容器进行降温，以转速100?llOr/min，缓慢搅拌，降温直至无白色沉淀产生，保持I?3min，随后过滤，收集过滤物进行风干，得复合钙基二氧化碳吸附剂初体；
(5)将上述所得的复合钙基二氧化碳吸附剂、碳酸氢钠及铝酸酯，按质量比5:2:1，进行混合，将所得的混合物放入玻璃容器中，向其中加入无水乙醇浸泡混合物，再向其中加入铝酸酯质量5?10%的硅酸钠，搅拌均匀，随后将容器直至激光强化装置中50?80s，脉冲宽度设定为20?25ns，重复频率为4?8Hz ；
(6)待上述激光强化后，将容器取出，向其中加入100?150mL蒸馏水，加热至80?90°C，保持温度2?3h，然后向其中加入氢氧化钙，调节pH为6.5?7.0，随后对其进行降温至无沉淀产生，再将容器中的混合物放入离心机中进行离心分离，收集离心物，进行烘干，进行粉碎，过筛得90?100目颗粒，即可得到改性复合钙基二氧化碳吸附剂。
[0006]本发明的应用方法:在一煅烧炉内，首先通入N2,使煅烧炉内充满保护性气体N2,以免空气的存在，称量1g改性复合钙基二氧化碳吸附剂置于样品托盘中，煅烧由200°C开始，温度上升到800?950°C，当托盘中样品质量不再变化，延长煅烧时间5?lOmin，使其完全活化，待其活化后，分别称取5g改性复合钙基二氧化碳吸附剂放置于托盘中，随后置于两个容器中，一个使用二氧化碳对容器进行保护，一个使用氮气对其进行保护，待托盘中样品质量不再变化时，分别将其取出，称取质量得，使用二氧化碳保护的改性复合钙基二氧化碳吸附剂的质量为8.6?9.lg，使用氮气保护的改性复合钙基二氧化碳吸附剂的质量保持不变，重复试验170?190次后称取质量，检测使用二氧化碳保护的改性复合钙基二氧化碳吸附剂得其转化率达30?35%。
[0007]本发明的有益效果是:
(1)本发明所制本发明所制得吸附剂，可长久的吸附二氧化碳，与传统的相比，持久性增加了 20?30% ；
(2)本发明所制得的吸附剂易于操作，成本低。
【具体实施方式】
[0008]取600?900g鱼骨，去除表面杂质，使用液氮对鱼骨进行降温至-10?_5°C，然后保持温度2?4min后，将鱼骨取出放入粉碎机中进行粉碎，过筛得30?50目鱼骨粉末，随后将其放入马弗炉中，设定温度500?600°C，保持温度，初步热解3?6min，再将其取出，得预处理鱼骨粉末；将所得的鱼骨粉末放入容器中，向其中加入20?30g复合风味蛋白酶及10?15g漆酶，混合均匀，然后向其中加入质量分数为5?10 %的盐酸溶液，淹没混合物2?3cm，随后将容器移至水浴锅中进行加热，温度设定为35?40°C，以转速130?150r/min，搅拌酶解I?2h;
待上述搅拌结束后减压过滤，收集过滤物，将所得的过滤物放入烘箱中烘干，随后将其放入容器中，向其中加入质量分数为30?50%的乙醇溶液浸泡过滤物，再分别向其中加入50?60mL乙酸及40?50mL乳酸，搅拌均匀，然后对容器进行加热至40?50°C，保持温度陈化12?15h;待上述陈化结束后，向其中加入4?6mL丙烯酸甲酯，混合均匀后，对容器进行降温，以转速100?110r/min，缓慢搅拌，降温直至无白色沉淀产生，保持I?3min，随后过滤，收集过滤物进行风干，得复合钙基二氧化碳吸附剂初体;将上述所得的复合钙基二氧化碳吸附剂、碳酸氢钠及铝酸酯，按质量比5:2:1，进行混合，将所得的混合物放入玻璃容器中，向其中加入无水乙醇浸泡混合物，再向其中加入铝酸酯质量5?10%的硅酸钠，搅拌均匀，随后将容器直至激光强化装置中50?80s，脉冲宽度设定为20?25ns，重复频率为4?8Hz;待上述激光强化后，将容器取出，向其中加入100?150mL蒸馏水，加热至80?90°C，保持温度2?3h，然后向其中加入氢氧化钙，调节pH为6.5?7.0，随后对其进行降温至无沉淀产生，再将容器中的混合物放入离心机中进行离心分离，收集离心物，进行烘干，进行粉碎，过筛得90?100目颗粒，即可得到改性复合钙基二氧化碳吸附剂。
[0009]实例I
取700g鱼骨，去除表面杂质，使用液氮对鱼骨进行降温至-8°C，然后保持温度3min后，将鱼骨取出放入粉碎机中进行粉碎，过筛得40目鱼骨粉末，随后将其放入马弗炉中，设定温度550°C，保持温度，初步热解5min，再将其取出，得预处理鱼骨粉末;将所得的鱼骨粉末放入容器中，向其中加入25g复合风味蛋白酶及12g漆酶，混合均匀，然后向其中加入质量分数为8%的盐酸溶液，淹没混合物2cm，随后将容器移至水浴锅中进行加热，温度设定为38°C，以转速140r/min，搅拌酶解2h;待上述搅拌结束后减压过滤，收集过滤物，将所得的过滤物放入烘箱中烘干，随后将其放入容器中，向其中加入质量分数为40%的乙醇溶液浸泡过滤物，再分别向其中加入55mL乙酸及45mL乳酸，搅拌均匀，然后对容器进行加热至45°C，保持温度陈化14h;待上述陈化结束后，向其中加入5mL丙烯酸甲酯，混合均匀后，对容器进行降温，以转速105/min，缓慢搅拌，降温直至无白色沉淀产生，保持2min，随后过滤，收集过滤物进行风干，得复合钙基二氧化碳吸附剂初体;将上述所得的复合钙基二氧化碳吸附剂、碳酸氢钠及铝酸酯，按质量比5:2:1，进行混合，将所得的混合物放入玻璃容器中，向其中加入无水乙醇浸泡混合物，再向其中加入铝酸酯质量8%的硅酸钠，搅拌均匀，随后将容器直至激光强化装置中70s，脉冲宽度设定为205ns，重复频率为6Hz;待上述激光强化后，将容器取出，向其中加入120mL蒸馏水，加热至85°C，保持温度2h，然后向其中加入氢氧化钙，调节pH为7.0，随后对其进行降温至无沉淀产生，再将容器中的混合物放入离心机中进行离心分离，收集离心物，进行烘干