改性分子篩SBA-15對CO2的高壓吸附性能研究.pdf

1、CO2的大量排放造成的全球變暖給人類生存造成嚴(yán)重威脅。開發(fā)經(jīng)濟(jì)、高效的燃煤煙氣CO2捕集技術(shù)是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模減排CO2的根本途徑。固體吸附法在氣體的吸收分離方面具備諸多優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合CO2的運(yùn)輸、存儲和利用等均需要在高壓下進(jìn)行的特點(diǎn)，研究固體吸附劑在高壓下對CO2的吸附性能，對于低成本CO2吸收/吸附劑的開發(fā)和應(yīng)用捕獲具有實(shí)際的參考意義和工程應(yīng)用價值。
　　本文首先應(yīng)用高壓氣體吸附儀研究了硅膠、MCM-41、13X、SBA-15四種常用固

2、體吸附劑對CO2的高壓吸附性能，考察了溫度、壓力、結(jié)構(gòu)性質(zhì)和吸附熱對吸附劑吸附量的影響。研究表明，高壓下四種吸附劑對CO2的吸附均屬于物理吸附，且隨著壓力增大吸附劑的吸附性能增強(qiáng)。吸附量的大小變化主要涉及到兩個階段，而不同階段影響吸附量的因素不同。四種固體吸附劑的高壓吸附實(shí)驗(yàn)表明，理想吸附劑的選擇需要從吸附量、對溫度的敏感性以及孔徑大小和分布等方面綜合考慮。
　　隨后，分別合成四種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的SBA-15固體吸附劑，考察了結(jié)構(gòu)參

3、數(shù)和固體吸附劑的高壓吸附等溫線的關(guān)系，初步研究了SBA-15負(fù)載30wt％PEI前后對CO2的高壓吸附情況。研究表明，SBA-15改性前后的高壓吸附量和孔徑、孔容呈一定的相關(guān)關(guān)系。對于同一吸附劑，在低壓段改性后的吸附量大于改性前的吸附量，且改性后的吸附量出現(xiàn)較為明顯的吸附拐點(diǎn)；在高壓段，改性后的吸附量小于改性前的吸附量。壓力和溫度的變化對改性后吸附劑吸附性能的影響比改性前的影響小。對SBA-15(c)進(jìn)行改性后對CO2的吸附和再生性能綜

4、合表現(xiàn)最佳，更適合在其基礎(chǔ)上對其進(jìn)行改性。
　　最后，對SBA-15(c)負(fù)載六種質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PEI后的吸附性能進(jìn)行了考察研究。分析了不同PEI負(fù)載量的吸附劑的結(jié)構(gòu)參數(shù)和PEI負(fù)載量的關(guān)系，比較了壓力、溫度以及PEI負(fù)載量對吸附劑的CO2吸附性能的影響。研究表明，在常壓下，吸附量較大時對應(yīng)吸附劑的溫度不完全相同，而在高壓下，吸附量較大時吸附劑對應(yīng)的溫度為30℃；在常壓下，不同溫度時，吸附量較大時對應(yīng)的吸附劑PEI負(fù)載量較大(SP40