除二氧化碳的方法，所述方法包括以下步骤：将包含 二氧化碳的气体放置成与用于清除二氧化碳的固体吸附剂材料接触，所述固体吸附剂材料 呈成形形式、团粒、团簇或挤出物，具有有机胺和载体颗粒反应产物，其中所述成形形式、团 粒、团簇和挤出物具有大于约0.1 mm的至少一个尺寸。所述方法还包括被构造且配置为固 定床的成形形式、团粒、团簇或挤出物，所述气体被强制通过固定床。
[0045] 已经参考某些优选实施方式描述了本发明，本领域的技术人员通过阅读本说明书 清楚其它实施方式。本发明通过参考以下的实施例进一步限定，所述实施例的详细描述用 于清除二氧化碳的固体吸附剂的合成。对于本领域的技术人员显而易见的是，可以在不背 离本发明的范围的情况下，实践材料和方法两者的许多修改。 实施例
[0046] 实施例1 :闭粒
[0047] 在不使用有机溶剂的情况下制造如图1那些的团粒（11)。稀释聚乙烯亚胺（PEI) 与去离子水以1:7 PEI = H2O的重量比混合。PEI和水是在工业混合器中化合，例如在《催化 剂制造》中所述那些。一旦完全共混，就将热解二氧化硅（来自卡博特公司的Cab-0-Sil? )以10:4重量比的热解二氧化硅：PEI而逐步添加到混合物中。混合期间，混合物形成为 粘稠浆料。使用简单实验室注射器或l_2mm网筛挤出这种浆料。挤出浆料形成具有Imm和 2mm直径的团粒。因此，通过这种挤出而形成的团粒具有大于约Imm的至少一个尺寸。团粒 是在实验室烘箱的托盘上进行干燥。
[0048] 实施例2 :固体形式
[0049] 在不使用有机溶剂的情况下制造胺结合的热解二氧化硅（FS)的固体形式。使用 实施例1中所述的混合工艺，制造水、PEI和热解二氧化硅的粘稠浆料。此后，将浆料放置 于成形为盘的模具中。盘的直径为约50mm并且高度为约20mm。干燥步骤在热板上执行。
[0050] 实施例3 :干燥
[0051] 实施例1或2的团粒或模具的形状在升高温度下干燥若干小时，从而形成用于清 除二氧化碳的固体吸附剂。用于清除二氧化碳的固体吸附剂是脆性、刚性且高度多孔的固 体，其易于操控和分配。盘和团粒在90°C下干燥超过4小时。
[0052] 图2示出本发明的呈团粒形式的用于清除二氧化碳的固体吸附剂。
[0053] 实施例4 :测试二氣化碳吸附特件
[0054] 测试呈团粒形状的用于清除二氧化碳的固体吸附剂以确定二氧化碳吸附性质。在 以下条件下测试实施例1的产物：每30分钟的吸附和解吸重复循环。在50°C下，在干燥压 缩空气下进行解吸，并且在30°C下，在干燥且包含1000 ppm二氧化碳的压缩空气下进行吸 附。图4示出这个工艺的TGA图，其中材料重量变化的百分比（X轴）随着随时间而吸附的 二氧化碳（Y轴）来变化。
[0055] 上述测试的结果在图3中以图形方式示出。图3描绘本发明的用于清除二氧化碳 的固体吸着剂的CO2吸附性质的热重分析（TGA)结果。所述材料与CO2吸附容量超过3%重 量/重量的溶剂形成的FS-PEI具有相当性能，并且具有利于固定床流动吸附的机械形式。
[0056] 实施例5 :混合顺序
[0057] 在本实施例中，更改实施例1的反应物的混合顺序。遵循实施例1中使用的量，首 先将热解二氧化硅与去离子水混合，并且将胺添加到热解二氧化硅-水混合物中，形成浆 料。随后，使用这种浆料形成挤出物或固体形式。
[0058] 实施例6 :有机胺
[0059] 本实施例说明PEI的其它有机胺替代物或作为PEI之外的有机胺的其它有机胺。 此类其它有机胺包括但不限于，乙醇胺、亚乙基胺（如三亚乙基四胺（ΤΕΤΑ))、四亚乙基五 胺（ΤΕΡΑ)、或五亚乙基六胺（PEHA)、直链聚乙烯亚胺、以及空间位阻胺（如2-氨基-2-甲 基-1-丙醇（AMP))。此类有机胺代替PEI而单独地使用，或与PEI组合或彼此组合地使用。
[0060] 实施例7 :添加剂详沐
[0061] 将添加剂（如聚乙二醇）添加到浆料、或去离子水、或有机胺、或载体颗粒中。
[0062] 实施例8 :热解氣化铝
[0063] 在不使用有机溶剂的情况下并且使用热解二氧化硅和氧化铝组合制造如图1那 些的团粒（11)。稀释聚乙烯亚胺（PEI)与去离子水以1:7重量比的PEI = H2O进行混合。PEI 和水是在工业混合器中化合。一旦完全共混，就将以3:1的重量比的热解二氧化硅和热解 氧化铝逐步添加到10:4重量比的热解二氧化硅和热解氧化铝与PEI的混合物中。混合期 间，混合物形成为粘稠浆料，这种浆料使用实验室注射器或1-2_网筛挤出。挤出浆料形成 具有Imm和2mm直径和不同长度的细长杆。因此，通过这种挤出形成的细长杆具有大于约 Imm的至少一个尺寸。细长杆在90°C下在常规实验室烘箱内的托盘上进行干燥。
[0064] 已经发现3:1 (二氧化硅比氧化铝）的混合物所产生的团粒呈现出比只含二氧化 硅的团粒更强的CO2吸附能力。
【主权项】
1. 一种浆料，所述浆料包含液态胺、多个载体颗粒以及溶剂，其中所述溶剂实质为水。2. 根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述胺为聚乙烯亚胺（PEI)、氮丙啶、乙醇 胺、二乙醇胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺或空间位阻胺。3. 根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述载体颗粒由碳、二氧化硅、氧化铝或 它们的混合物构成。4. 根据权利要求3所述的浆料，其特征在于，所述载体颗粒是热解的、热分解的或沉淀 的。5. 根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，胺与颗粒的质量比不小于1:5并且不大于 2:1〇6. 根据权利要求1所述的浆料，所述浆料进一步包含至少一种化学活化剂或粘结剂， 其中所述化学活化剂或粘结剂被并入所述浆料，并且所述活化剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、纤 维素或它们的混合物。7. -种用于清除空气的固体吸着剂，所述固体吸着剂包含至少一种载体颗粒和至少 一种有机胺，其中所述有机胺和载体颗粒被凝固成具有大致上类似的形状和尺寸的成形形 式，其中所述成形形式大于所述颗粒，并且所述胺有助于将所述颗粒结合成所述较大成形 形式。8. 根据权利要求7所述的吸着剂，其特征在于，所述有机胺为聚乙烯亚胺（PEI)、氮丙 啶、乙醇胺、二乙醇胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺或空间位阻胺。9. 根据权利要求7所述的吸着剂，其特征在于，所述载体颗粒由碳、二氧化硅、氧化铝 或它们的混合物构成。10. 根据权利要求7所述的吸着剂，其特征在于，所述成形形式具有大于约0.1 mm的至 少一个尺寸。11. 根据权利要求7所述的吸着剂，其特征在于，所述成形形式具有大于约IOmm的至少 一个尺寸。12. 根据权利要求7所述的吸着剂，其特征在于，所述成形形式为团粒、长丝、片材、小 球、圆柱、球体、扁球体、椭圆体、立方体、矩形、三角形、环、或盘。13. 根据权利要求7所述的吸着剂，所述吸着剂进一步包含粘结剂、化学活化剂或碱性 喊。14. 一种制造用于清除空气的固体吸着剂的方法，所述方法包括：将至少一种液态胺 添加到至少一种载体颗粒和水中，以便形成湿润的混合物；使得所述湿润的混合物形成具 有大致上类似的形式和尺寸的形状；以及干燥所述成形形状以大致上去除形成所述混合物 的工艺中使用的所有的所述水。15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，干燥后的所述混合物为约20%重量至 60重量％的有机胺和约40重量％至80重量％的载体颗粒。16. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述有机胺和载体颗粒与水的比率为 按重量计约1:2至1:11。17. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，通过挤出、模制、切割、或制粒来将所述 混合物形成为各种形状。18. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述干燥步骤在约70°C至约150°C的温 度下执行，并且持续时间为约1小时至约24小时。19. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述载体颗粒由碳、二氧化硅、氧化铝 或它们的混合物构成。20. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述混合物形成为团粒、长丝、片材、小 球、圆柱、球体、扁球体、椭圆体、立方体、块、矩形、角锥、环、或盘。
【专利摘要】本发明的实施方式提供制品、制造有机胺与载体颗粒反应产物的浆料的方法、以及使用有机胺与载体颗粒反应产物的浆料的方法，所述有机胺和载体颗粒被成形为团粒、片材、薄膜、环盘、或可用于从排放物和大气中清除二氧化碳的其它形式。
【IPC分类】B01J20/00
【公开号】CN104955562
【申请号】CN201480006394
【发明人】乌迪·梅拉夫, 特雷弗·阿兰·哈顿, 弗里茨·西米恩
【申请人】恩弗里德系统公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年1月10日
【公告号】EP2943275A1, US20150352518, WO2014110395A1