硅酸鋰基吸附劑的制備及其吸附動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、硅酸鋰基吸附劑的制備及其硅酸鋰基吸附劑的制備及其吸附動(dòng)力學(xué)分析吸附動(dòng)力學(xué)分析Thepreparationadsptionkiicanalysisoflithiumthosilicatebasedadsbents學(xué)科專業(yè)：工業(yè)催化研究生：謝洪燕指導(dǎo)教師：丁彤副教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一五年五月摘要當(dāng)前溫室效應(yīng)成為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展面臨的全球性問(wèn)題，CO2是引發(fā)溫室效應(yīng)的主要原因。隨著化石能源的大量消耗，高溫?zé)煹罋獬蔀镃O2的長(zhǎng)期穩(wěn)定集中的

2、來(lái)源。因此，制備高溫下能有效脫除CO2的吸附劑成為人們的研究熱點(diǎn)。高溫CO2吸附劑主要有鈣基吸附劑、水滑石吸附劑、鋰基吸附劑。其中鈣基吸附劑再生溫度高，容易燒結(jié)；水滑石吸附劑吸附量較低；在鋰基吸附劑中，硅酸鋰因其吸附量大、吸附速率快、循環(huán)性能好，成為最具潛力的CO2高溫吸附劑。在前期工作的基礎(chǔ)上，本文嘗試改變制備方法和離子摻雜的方法，進(jìn)一步改善硅酸鋰在高溫下的CO2吸附性能，具體工作包括三個(gè)部分：（1）以高嶺土SiO2為硅源，硝酸鋰為鋰

3、源，采用浸漬沉淀法制備硅酸鋰基吸附劑，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，探討了浸漬沉淀法的最佳制備工藝條件，考察了不同制備方法對(duì)硅酸鋰基吸附劑吸附性能的影響。實(shí)驗(yàn)采用X射線衍射粉末儀（XRD）、掃描電鏡（SEM）、N2等溫吸附脫附分別觀察和分析了硅酸鋰基吸附劑的結(jié)構(gòu)特征、表面形貌及比表面積，并使用差熱熱重聯(lián)用分析儀（DTATG）測(cè)試了樣品對(duì)CO2的吸附性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，浸漬沉淀法的最佳制備條件為，浸漬沉淀法的最佳制備條件為浸漬溫度為40℃，750℃下煅燒4

4、h；浸漬沉淀法制備的樣品的顆粒較小，分布均勻，表面積較大，其吸附性能明顯優(yōu)于固相法制備的樣品。（2）在上述工作的基礎(chǔ)上，通過(guò)摻雜改性，進(jìn)一步降低其吸附溫度，擴(kuò)展其在吸附強(qiáng)化反應(yīng)中的應(yīng)用。通過(guò)摻雜不同的鋁源，發(fā)現(xiàn)鋁源對(duì)硅酸鋰基吸附性能具有較大的影響，其中以煅燒埃洛石納米管為鋁源，制備的吸附劑在中高溫下具有較好的吸附效果，煅燒埃洛石納米管的最佳摻雜量為x=1.04%，(1x)Li4SiO4?xAl2O3。（3）通過(guò)雙指數(shù)模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，