技术领域：
本发明涉及脱碳技术领域，具体的涉及一种用于捕获二氧化碳的复合吸收剂的制备方法。
背景技术：
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近几十年来，由于人类消耗能源的急剧增加，森林遭到严重破坏，大气中二氧化碳的含量不断上升，仅去年全球二氧化碳的排放量就增加了33％，达到了地球有史以来的最高水平。大量二氧化碳的排放导致全球变暖，并给环境带来了重大的危害：南北两极冰雪融化、海平面上升、还导致气候干旱，土地沙漠化，各种自然灾害和人类疾病也愈演愈烈，这种温室效应己经严重地困扰经济的发展。因此，如何有效的控制二氧化碳的排放，充分发挥科技进步在经济发展和气候保护方面的作用具有十分重大的意义。随着环境问题和能源危机的日益突出，co2的减排和利用已经成为世界范围内可持续发展的一个研究热点之一。
目前国内外二氧化碳吸收方法主要有物理吸收法、膜吸收法、化学吸收法、离子液体法、电化学法等，应用比较广泛的为化学吸收法，化学吸收法是利用二氧化碳和吸收液之间的化学反应将二氧化碳从排气中分离出来的方法。化学吸收是传质与反应同时进行的过程，在吸收过程中，吸收质与吸收剂之间发生明显化学反应。化学吸收法常用的吸收液有氨水、热钾碱溶液、有机胺溶液等，在吸收二氧化碳方面，对于纯氨水吸收二氧化碳的速度、低碳化度热碱和有机胺催化热碱吸收二氧化碳速度的近似解和胺类活化热钾碱脱碳溶液气一液平衡都作了深入研究。但是常用的吸收剂储存麻烦，且应用温度范围窄，易于挥发，吸收容量有限。
技术实现要素：
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本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种用于捕获二氧化碳的复合吸收剂的制备方法，该方法制得的吸收剂储存方便，可以有效的捕获二氧化碳，且吸收量大，不易于挥发，成本低。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于捕获二氧化碳的复合吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将正硅酸乙酯、无水乙醇、乙酸混合搅拌均匀，加入三乙胺，搅拌30min后转移至水热釜中150℃下反应20h，反应结束后冷却至室温，制得二氧化硅溶胶；
(2)将上述制得的二氧化硅溶胶转移至装有冷凝管的三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入研磨过筛的生石灰粉、偏硅酸钠溶液，搅拌混合均匀后，在90-100℃下回流反应30-70min，反应结束后冷却至室温，向三口烧瓶中滴加硅烷偶联剂，继续搅拌10min，将三口烧瓶中的反应产物真空抽滤，得到的固体用去离子水洗涤，干燥、研磨，得到多孔载体；
(3)将制得的多孔载体和硝酸溶液混合搅拌5h，过滤，干燥，得到改性多孔载体；
(4)将琥珀酸二乙酯加入到碳酸二乙酯中搅拌混合均匀，制得混合液a；
(5)在减压条件下将制得的混合液a注入到装有改性多孔载体的容器内，然后将吸附有混合溶液a的改性多孔载体用无水乙醇洗涤，干燥制得用于捕获二氧化碳的复合吸收剂。
在减压条件下将制得的混合液a注入到装有改性多孔载体的容器内，制备负载有混合液a的多孔载体的具体操作为：将改性多孔载体置于装有真空泵的容器内，并在减压下抽吸，然后将混合液a注入到容器内，混合液a浸没改性多孔载体，然后停止抽吸。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述正硅酸乙酯、无水乙醇、乙酸、三乙胺的体积比为1:30:5:1。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述生石灰粉、二氧化硅溶胶的用量使得钙硅摩尔比为1：(1-1.2)。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述偏硅酸钠溶液的质量浓度为33％，其用量为生石灰粉质量的22％。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述硅烷偶联剂的添加量为生石灰粉质量的0.5％。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述多孔载体与硝酸溶液的用量比为1g：50ml。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述混合液a中，以摩尔百分数计，碳酸二乙酯为1-85％，琥珀酸二乙酯为15-99％。
作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，混合液a、改性多孔载体的质量比为3:11。
作为上述技术方案的优选，该复合吸收剂用于捕获二氧化碳时的吸收温度为0-25℃，吸收时的压力为1-4mpa。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用琥珀酸二乙酯和碳酸二乙酯混合作为二氧化碳的吸收剂，该溶剂能有效降低溶剂蒸汽压，降低溶剂损失，从而降低了成本，为了使得该吸收剂更便于储存，应用范围更广，本发明首先采用溶胶凝胶法制得二氧化硅溶胶，然后将其与生石灰粉反应，且在反应过程中加入适量的硅烷偶联剂，制得的多孔载体分散性好，孔隙均匀，经硝酸改性后，可以有效负载碳酸二乙酯和琥珀酸二乙酯；本发明制得的复合吸收剂吸收容量大，制备成本低。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种用于捕获二氧化碳的复合吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将正硅酸乙酯、无水乙醇、乙酸混合搅拌均匀，加入三乙胺，搅拌30min后转移至水热釜中150℃下反应20h，反应结束后冷却至室温，制得二氧化硅溶胶；其中，所述正硅酸乙酯、无水乙醇、乙酸、三乙胺的体积比为1:30:5:1；
(2)将上述制得的二氧化硅溶胶转移至装有冷凝管的三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入研磨过筛的生石灰粉、偏硅酸钠溶液，搅拌混合均匀后，在90-100℃下回流反应30min，反应结束后冷却至室温，向三口烧瓶中滴加硅烷偶联剂，继续搅拌10min，将三口烧瓶中的反应产物真空抽滤，得到的固体用去离子水洗涤，干燥、研磨，得到多孔载体；其中，所述生石灰粉、二氧化硅溶胶的用量使得钙硅摩尔比为1：1；所述偏硅酸钠溶液的质量浓度为33％，其用量为生石灰粉质量的22％；所述硅烷偶联剂的添加量为生石灰粉质量的0.5％；
(3)将制得的多孔载体和硝酸溶液混合搅拌5h，过滤，干燥，得到改性多孔载体；其中，所述多孔载体与硝酸溶液的用量比为1g：50ml；
(4)将琥珀酸二乙酯加入到碳酸二乙酯中搅拌混合均匀，制得混合液a；其中，混合液a中，以摩尔百分数计，碳酸二乙酯为1％，琥珀酸二乙酯为99％；
(5)在减压条件下将制得的混合液a注入到装有改性多孔载体的容器内，然后将吸附有混合溶液a的改性多孔载体用无水乙醇洗涤，干燥制得用于捕获二氧化碳的复合吸收剂；其中，混合液a、改性多孔载体的质量比为3:11。
实施例2
一种用于捕获二氧化碳的复合吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将正硅酸乙酯、无水乙醇、乙酸混合搅拌均匀，加入三乙胺，搅拌30min后转移至水热釜中150℃下反应20h，反应结束后冷却至室温，制得二氧化硅溶胶；其中，所述正硅酸乙酯、无水乙醇、乙酸、三乙胺的体积比为1:30:5:1；
(2)将上述制得的二氧化硅溶胶转移至装有冷凝管的三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入研磨过筛的生石灰粉、偏硅酸钠溶液，搅拌混合均匀后，在90-100℃下回流反应70min，反应结束后冷却至室温，向三口烧瓶中滴加硅烷偶联剂，继续搅拌10min，将三口烧瓶中的反应产物真空抽滤，得到的固体用去离子水洗涤，干燥、研磨，得到多孔载体；其中，所述生石灰粉、二氧化硅溶胶的用量使得钙硅摩尔比为1：1.2；所述偏硅酸钠溶液的质量浓度为33％，其用量为生石灰粉质量的22％；所述硅烷偶联剂的添加量为生石灰粉质量的0.5％；
(3)将制得的多孔载体和硝酸溶液混合搅拌5h，过滤，干燥，得到改性多孔载体；其中，所述多孔载体与硝酸溶液的用量比为1g：50ml；
(4)将琥珀酸二乙酯加入到碳酸二乙酯中搅拌混合均匀，制得混合液a；其中，混合液a中，以摩尔百分数计，碳酸二乙酯为85％，琥珀酸二乙酯为15％；
(5)在减压条件下将制得的混合液a注入到装有改性多孔载体的容器内，然后将吸附有混合溶液a的改性多孔载体用无水乙醇洗涤，干燥制得用于捕获二氧化碳的复合吸收剂；其中，混合液a、改性多孔载体的质量比为3:11。
实施例3
一种用于捕获二氧化碳的复合吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将正硅酸乙酯、无水乙醇、乙酸混合搅拌均匀，加入三乙胺，搅拌30min后转移至水热釜中150℃下反应20h，反应结束后冷却至室温，制得二氧化硅溶胶；其中，所述正硅酸乙酯、无水乙醇、乙酸、三乙胺的体积比为1:30:5:1；
(2)将上述制得的二氧化硅溶胶转移至装有冷凝管的三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入研磨过筛的生石灰粉、偏硅酸钠溶液，搅拌混合均匀后，在90-100℃下回流反应40min，反应结束后冷却至室温，向三口烧瓶中滴加硅烷偶联剂，继续搅拌10min，将三口烧瓶中的反应产物真空抽滤，得到的固体用去离子水洗涤，干燥、研磨，得到多孔载体；其中，所述生石灰粉、二氧化硅溶胶的用量使得钙硅摩尔比为1：1.05；所述偏硅酸钠溶液的质量浓度为33％，其用量为生石灰粉质量的22％；所述硅烷偶联剂的添加量为生石灰粉质量的0.5％；
(3)将制得的多孔载体和硝酸溶液混合搅拌5h，过滤，干燥，得到改性多孔载体；其中，所述多孔载体与硝酸溶液的用量比为1g：50ml；
(4)将琥珀酸二乙酯加入到碳酸二乙酯中搅拌混合均匀，制得混合液a；其中，混合液a中，以摩尔百分数计，碳酸二乙酯为10％，琥珀酸二乙酯为90％；
(5)在减压条件下将制得的混合液a注入到装有改性多孔载体的容器内，然后将吸附有混合溶液a的改性多孔载体用无水乙醇洗涤，干燥制得用于捕获二氧化碳的复合吸收剂；其中，混合液a、改性多孔载体的质量比为3:11。
实施例4
一种用于捕获二氧化碳的复合吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将正硅酸乙酯、无水乙醇、乙酸混合搅拌均匀，加入三乙胺，搅拌30min后转移至水热釜中150℃下反应20h，反应结束后冷却至室温，制得二氧化硅溶胶；其中，所述正硅酸乙酯、无水乙醇、乙酸、三乙胺的体积比为1:30:5:1；
(2)将上述制得的二氧化硅溶胶转移至装有冷凝管的三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入研磨过筛的生石灰粉、偏硅酸钠溶液，搅拌混合均匀后，在90-100℃下回流反应50min，反应结束后冷却至室温，向三口烧瓶中滴加硅烷偶联剂，继续搅拌10min，将三口烧瓶中的反应产物真空抽滤，得到的固体用去离子水洗涤，干燥、研磨，得到多孔载体；其中，所述生石灰粉、二氧化硅溶胶的用量使得钙硅摩尔比为1：1.1；所述偏硅酸钠溶液的质量浓度为33％，其用量为生石灰粉质量的22％；所述硅烷偶联剂的添加量为生石灰粉质量的0.5％；
(3)将制得的多孔载体和硝酸溶液混合搅拌5h，过滤，干燥，得到改性多孔载体；其中，所述多孔载体与硝酸溶液的用量比为1g：50ml；
(4)将琥珀酸二乙酯加入到碳酸二乙酯中搅拌混合均匀，制得混合液a；其中，混合液a中，以摩尔百分数计，碳酸二乙酯为30％，琥珀酸二乙酯为70％；
(5)在减压条件下将制得的混合液a注入到装有改性多孔载体的容器内，然后将吸附有混合溶液a的改性多孔载体用无水乙醇洗涤，干燥制得用于捕获二氧化碳的复合吸收剂；其中，混合液a、改性多孔载体的质量比为3:11。
实施例5
一种用于捕获二氧化碳的复合吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将正硅酸乙酯、无水乙醇、乙酸混合搅拌均匀，加入三乙胺，搅拌30min后转移至水热釜中150℃下反应20h，反应结束后冷却至室温，制得二氧化硅溶胶；其中，所述正硅酸乙酯、无水乙醇、乙酸、三乙胺的体积比为1:30:5:1；
(2)将上述制得的二氧化硅溶胶转移至装有冷凝管的三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入研磨过筛的生石灰粉、偏硅酸钠溶液，搅拌混合均匀后，在90-100℃下回流反应50min，反应结束后冷却至室温，向三口烧瓶中滴加硅烷偶联剂，继续搅拌10min，将三口烧瓶中的反应产物真空抽滤，得到的固体用去离子水洗涤，干燥、研磨，得到多孔载体；其中，所述生石灰粉、二氧化硅溶胶的用量使得钙硅摩尔比为1：1.15；所述偏硅酸钠溶液的质量浓度为33％，其用量为生石灰粉质量的22％；所述硅烷偶联剂的添加量为生石灰粉质量的0.5％；
(3)将制得的多孔载体和硝酸溶液混合搅拌5h，过滤，干燥，得到改性多孔载体；其中，所述多孔载体与硝酸溶液的用量比为1g：50ml；
(4)将琥珀酸二乙酯加入到碳酸二乙酯中搅拌混合均匀，制得混合液a；其中，混合液a中，以摩尔百分数计，碳酸二乙酯为50％，琥珀酸二乙酯为50％；
(5)在减压条件下将制得的混合液a注入到装有改性多孔载体的容器内，然后将吸附有混合溶液a的改性多孔载体用无水乙醇洗涤，干燥制得用于捕获二氧化碳的复合吸收剂；其中，混合液a、改性多孔载体的质量比为3:11。
实施例6
一种用于捕获二氧化碳的复合吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将正硅酸乙酯、无水乙醇、乙酸混合搅拌均匀，加入三乙胺，搅拌30min后转移至水热釜中150℃下反应20h，反应结束后冷却至室温，制得二氧化硅溶胶；其中，所述正硅酸乙酯、无水乙醇、乙酸、三乙胺的体积比为1:30:5:1；
(2)将上述制得的二氧化硅溶胶转移至装有冷凝管的三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入研磨过筛的生石灰粉、偏硅酸钠溶液，搅拌混合均匀后，在90-100℃下回流反应60min，反应结束后冷却至室温，向三口烧瓶中滴加硅烷偶联剂，继续搅拌10min，将三口烧瓶中的反应产物真空抽滤，得到的固体用去离子水洗涤，干燥、研磨，得到多孔载体；其中，所述生石灰粉、二氧化硅溶胶的用量使得钙硅摩尔比为1：1.2；所述偏硅酸钠溶液的质量浓度为33％，其用量为生石灰粉质量的22％；所述硅烷偶联剂的添加量为生石灰粉质量的0.5％；
(3)将制得的多孔载体和硝酸溶液混合搅拌5h，过滤，干燥，得到改性多孔载体；其中，所述多孔载体与硝酸溶液的用量比为1g：50ml；
(4)将琥珀酸二乙酯加入到碳酸二乙酯中搅拌混合均匀，制得混合液a；其中，混合液a中，以摩尔百分数计，碳酸二乙酯为70％，琥珀酸二乙酯为30％；
(5)在减压条件下将制得的混合液a注入到装有改性多孔载体的容器内，然后将吸附有混合溶液a的改性多孔载体用无水乙醇洗涤，干燥制得用于捕获二氧化碳的复合吸收剂；其中，混合液a、改性多孔载体的质量比为3:11。
在25℃、1.0mpa下测定上述制得的复合吸收剂吸收二氧化碳的能力。
经测试，二氧化碳在复合吸收剂中的吸收容量为0.503-0.635mol/g。