二氧化碳復(fù)合吸附材料的制備及其性能研究.pdf

1、充分利用良好的吸附材料實(shí)現(xiàn)對(duì)CO2分離回收,是目前減排CO2研究的重要課題之一。本文選擇活性炭(AC)、納米SiO2、硅膠(SG)吸附劑作為載體,通過復(fù)合處理制備新型吸附劑,考察對(duì)純CO2的吸附效果。主要進(jìn)行了以下三個(gè)方面的研究:
　　 原位分散聚合法合成了與丙烯酰胺(AM)單體質(zhì)量比不同的PAM/AC,PAM/SiO2,PAM/SG復(fù)合材料,利用FTIR、SEM、N2吸附脫附、TGA表征方法測(cè)定復(fù)合樣品結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。利用熱重法,

2、考察了60℃持續(xù)吸附60min情況下,樣品對(duì)CO2的吸附量,發(fā)現(xiàn)復(fù)合處理前單一的AC、納米SiO2和SG對(duì)CO2的吸附量依次為62mg/g、31mg/g和71mg/g;復(fù)合處理后,各種材料的吸附量均明顯增大,吸附效果PAM/SG＞PAM/AC＞PAM/SiO2。PAM/SG(質(zhì)量比1:1)復(fù)合材料對(duì)CO2的吸附容量為256mg/g,是原樣的3.6倍,同時(shí)材料可以快速脫附,再生性能良好,6次循環(huán)后吸附容量仍高達(dá)235mg/g。分析認(rèn)為,負(fù)

3、載有機(jī)官能團(tuán)大大提高了材料的吸附性能,使材料對(duì)CO2的吸附從物理吸附轉(zhuǎn)向?yàn)橐杂袡C(jī)官能團(tuán)為活性中心的化學(xué)吸附,表明無機(jī)粒子與酰胺復(fù)合制備有機(jī).無機(jī)新型低成本吸附劑切實(shí)可行。
　　 采用化學(xué)鍍法,通過調(diào)節(jié)甲醛濃度和裝載量,合成了一系列Cu/AC樣品。通過對(duì)樣品進(jìn)行XRD、SEM、TGA表征,發(fā)現(xiàn)AC表面成功覆蓋了一層銅,甲醛60mL/L、裝載量10g/L條件下化學(xué)鍍反應(yīng)時(shí)間短,復(fù)合材料表面銅層鍍覆均勻,晶形良好,無Cu2O峰。熱重法

4、考察60℃下復(fù)合粒子對(duì)CO2的吸附量,發(fā)現(xiàn)樣品吸附性能均得到提高,100℃下可以完全解吸,吸附量最大為79mg/g,6次循環(huán)后為70mg/g,循環(huán)吸附穩(wěn)定性良好。
　　 采用金屬鹽溶液LiNO3、Ca(Ac)2和Cu(NO3)2浸漬AC、納米SiO2以合成負(fù)載型新吸附材料,并通過正交實(shí)驗(yàn)探索負(fù)載量、煅燒溫度、煅燒時(shí)間三因素對(duì)吸附性能的影響。XRD、SEM表征結(jié)果證實(shí)AC、納米SiO2表面都成功負(fù)載上了新物質(zhì)。700℃下吸附CO2