石墨烯基氣凝膠的制備及其CO2吸附性能研究.pdf

1、CO2作為溫室氣體中的主要?dú)怏w，CO2的吸附性能研究變得尤為重要。為了得到一種高比表面積，孔隙發(fā)達(dá)的CO2吸附劑，本文以生物高分子與石墨烯為基體，改變生物高分子/石墨烯的質(zhì)量比，通過凝膠法制備得到一系列生物高分子/石墨烯基氣凝膠。通過對(duì)其進(jìn)行氮?dú)馕矫摳綔y(cè)試，分析其孔隙結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行CO2吸附量測(cè)試，進(jìn)一步其CO2吸附機(jī)理。
　　主要研究內(nèi)容和結(jié)論:
　　(1)以殼聚糖與氧化石墨烯為基體，改變殼聚糖/氧化石墨烯的質(zhì)量比，通過

2、溶膠凝膠法制備出一系列殼聚糖/氧化石墨烯基氣凝膠。N2吸附脫附測(cè)試得出，殼聚糖/氧化石墨烯質(zhì)量比為1∶10的時(shí)候，得到的殼聚糖/氧化石墨烯基氣凝膠比表面積達(dá)到194 m2/g，總孔容為0.137 cm3/g，平均孔徑為2.8nm。
　　(2)以環(huán)糊精與氧化石墨烯為基體，改變環(huán)糊精/氧化石墨烯的質(zhì)量比，通過水熱合成制備出一系列石墨烯基氣凝膠。N2吸附脫附測(cè)試得出，環(huán)糊精/氧化石墨烯質(zhì)量比為1∶0.5的時(shí)候，得到的殼聚糖/氧化石墨烯基

3、氣凝膠比表面積達(dá)到536 m2/g，總孔容為0.221 cm3/g，平均孔徑為5.6 nm。各氣體吸附量測(cè)試得出，CO2吸附量達(dá)到59 mg/g，CH4吸附量達(dá)到7.3 mg/g，H2吸附量達(dá)到5.0 mg/g。
　　(3)以葡萄糖與氧化石墨烯為基體，改變葡萄糖/氧化石墨烯的質(zhì)量比，通過水熱合成制備出一系列石墨烯基氣凝膠。N2吸附脫附測(cè)試得出，葡萄糖/氧化石墨烯質(zhì)量比為1∶2的時(shí)候，得到的葡萄糖/氧化石墨烯基氣凝膠比表面積達(dá)到53

4、0m2/g，總孔容為0.221 cm3/g，平均孔徑為15.5 nm。各氣體吸附量測(cè)試得出，CO2吸附量達(dá)到50 mg/g，CH4吸附量達(dá)到12.2 mg/g，H2吸附量達(dá)到11.3 mg/g。
　　(4)對(duì)葡萄糖/氧化石墨烯基氣凝膠進(jìn)行了CO2高溫活化，得到了一種多孔碳材料，活化過程中活化氣體與葡萄糖/氧化石墨烯基氣凝膠進(jìn)行了復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致這種多孔碳材料較活化前的比表面積有很大的提升，同時(shí)與活化前有相同的變化趨勢(shì)。N

5、2吸附脫附測(cè)試得出，葡萄糖/氧化石墨烯質(zhì)量比為1∶2的時(shí)候，得到的活化后多孔碳材料比表面積達(dá)到763 m2/g，總孔容為0.319 cm3/g，平均孔徑為16nm。各氣體吸附量測(cè)試得出，CO2吸附量達(dá)到76 mg/g，CH4吸附量達(dá)到16.9 mg/g，H2吸附量達(dá)到11.8 mg/g。比表面積及孔容增加，導(dǎo)致各個(gè)氣體吸附量增加。
　　縱觀全文，采用不同高分子與石墨烯進(jìn)行復(fù)合，得到了高分子/石墨烯級(jí)氣凝膠。通過改變材料中高分子/石