胺修飾鈦基材料的合成、表征及其CO2吸附性能的研究.pdf

1、近年來，由CO2引起的溫室效應(yīng)已成為全球性的氣候問題，因此碳捕獲技術(shù)的研究變得越來越重要。吸附法分離CO2是一種高選擇性、低能耗的方法，已引起人們的廣泛關(guān)注。由于介孔TiO2和TiO2納米管等鈦基材料具有大的比表面積和孔體積，采用有機(jī)胺浸漬的方法來研制新型鈦基吸附劑，對(duì)提高該類CO2吸附劑的性能做了有益的探索。
　　 分別采用模板法和水熱法合成了介孔TiO2和TiO2納米管，通過浸漬法將有機(jī)胺分別負(fù)載到鈦白粉、介孔TiO2和Ti

2、O2納米管上，制備了一系列鈦基CO2吸附劑。采用TEM、BET、XRD、FT-IR以及TGA等現(xiàn)代分析方法對(duì)3種鈦基材料改性前后的形貌、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了表征。
　　 在相同條件下考察了胺負(fù)載量、吸附溫度以及水汽含量等因素對(duì)3種胺修飾的鈦基材料的CO2動(dòng)態(tài)吸附性能的影響，結(jié)果表明:3種樣品的CO2吸附容量均隨胺負(fù)載量的增加先增大后減小，其中胺修飾的TiO2納米管的吸附量最大，而胺修飾的介孔TiO2的吸附量最小。在60～80℃范圍內(nèi)

3、，3種吸附劑的CO2吸附容量均隨吸附溫度的升高先增大后減小。在一定范圍為內(nèi)，3種樣品的CO2吸附容量均隨胺負(fù)載量的增加而增大，這說明適量水汽有利于樣品對(duì)CO2的吸附。然而，過量的水汽會(huì)導(dǎo)致吸附量下降，甚至與吸附劑形成漿液造成堵塞而無法進(jìn)行吸附測(cè)試。
　　 采用程序升溫脫附法(TPD)研究了樣品的CO2脫附性能，對(duì)于3種未改性鈦基材料的吸附反應(yīng)而言，CO2分子主要通過范德華力被固定，該反應(yīng)屬于簡(jiǎn)單的物理吸附，脫附峰峰型矮小，脫附溫

4、度低;經(jīng)過胺修飾后，其吸附以化學(xué)反應(yīng)為主，樣品與CO2分子的作用力強(qiáng)，因而脫附峰的峰型高，脫附溫度高。分別在干燥和有水汽存在的情況下研究了3種樣品對(duì)CO2的循環(huán)吸附-脫附性能，在干燥的情況下，經(jīng)過5次循環(huán)吸附-脫附之后，樣品的CO2吸附量僅下降約4～5％，說明該吸附劑的循環(huán)吸附-脫附性能良好。然而，在水汽存在的情況下，經(jīng)過5次循環(huán)吸附-脫附之后，樣品的CO2吸附量迅速下降，這是因?yàn)槲絼┰谒嬖谙碌难h(huán)吸附-脫附過程中結(jié)成塊狀，比表面