CO吸附劑制備方法分析

耿 露， 李 麗

(晉中職業技術學院，山西 晉中 030600)

引 言

變壓吸附分離技術[1]在混合氣體分離中應用較廣，其中關鍵因素是產生較高吸附性能的CO氣體吸附劑。CO絡合吸附劑吸附效果尤為突出，目前應用較好的是的利用一價銅活性中心負載于高比表面載體上吸附CO形成π絡合物[2]。如何進一步提高CO吸附量仍需進一步詳細的研究分析。

本文通過直接制備混合法，將一定比例的CuCl負載于高比表面的13X分子篩載體上，在一定條件下焙燒，使其達到較高的CO吸附容量和混合氣體分離比，并對CuCl負載量及CO的吸脫附性能及其制備條件等進行研究。

1 實驗部分

本實驗是將不同比例的CuCl按一定質量比負載于高比表面的13X分子篩載體上，即，在正己烷作保護試劑下將提純的CuCl與分子篩直接混合攪拌，后置于管式爐內氮氣吹掃或真空原位活化，于120 ℃預測干燥1 h后，再經350 ℃加熱活化3 h～4 h，后置于吸附裝置中利用重量法測定常溫、標準大氣壓下的CO吸附量。圖1為實驗過程示意圖。

2 結果與討論

2.1 CO選擇性分析

表1表示了CuCl直接法以不同比例分別負載在載體13X分子篩上，利用重量法測得兩種吸附劑對CO和CO2吸附量及其分離比的比較。分析可知，當CuCl與分子篩的質量比為0.4時，CuCl/13X吸附劑對CO的吸附量略高于質量比為0.3的CuCl與分子篩吸附劑。

圖1 實驗過程示意圖

表1 不同載體吸附劑吸附CO和CO2分離比

由吸附分離比數據對比分析原因是，載體13X分子篩本身多孔性結構可以吸附一部分CO2，但當一定量的CuCl分散于兩種分子篩表面后，由于CuCl更容易結合CO進行絡合吸附，進而使載體的孔道減小導致CO2吸附量下降。而CuCl中的Cl也降低了載體表面的堿性，從而減小了CO2的吸附作用。因此，可以看到吸附劑具有較好的CO/CO2選擇性，這一性能在化工行業中對于分離混合氣體中的CO具有重要的研究意義和較好的工業應用前景[3]。

2.2 制備條件的分析

由第20頁表2分析可知，將不同質量比例的樣品CuCl/13X置于氨氣環境中焙燒一定時間，所得吸附劑對CO吸附量原位真空活化比管式爐N2活化所得吸附劑吸附量高，最高吸附量可達54 mL/g吸附劑。原因是，樣品經管式爐焙燒后，吸附劑取出后與空氣接觸部分氧化導致CuCl吸附中心對CO的吸附量下降。

表2 不同比例樣品在管式爐中焙燒后吸附量的比較

3 結論

本文通過直接混合法經加熱活化制得以CuCl為吸附中心的CO吸附劑，該吸附劑表現了較好的吸附性能，CuCl與分子篩的質量比為0.4時，在氮氣氛圍中焙燒350 ℃，4 h所得的CuCl/13X吸附劑對CO的吸附量較高，可達54 mL/g吸附劑，因此，該方法在混合氣體分離中具有一定的應用前景。