稻殼灰基SiO2納米流體的制備及納米顆粒強化CO2吸收的基礎(chǔ)研究.pdf

1、溫室氣體CO2的捕集與封存是當(dāng)今國內(nèi)外的研究熱點，我國每年的碳排放量高達80億噸，現(xiàn)階段CO2捕集分離技術(shù)的成本高達30-70美元/tCO2。溶劑吸收是分離CO2的重要方法。利用過程強化技術(shù)，強化CO2吸收過程是降低其分離成本手段之一。納米流體作為一種強化氣液傳質(zhì)的新型介質(zhì)，可以有效提高傳質(zhì)速率，在強化CO2吸收方面受到越來越多的重視。
　　稻殼是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的邊緣生物質(zhì)，全世界每年產(chǎn)量大約為8千萬噸，中國約占其中一半。稻殼主要

2、用于燃燒發(fā)電。由此產(chǎn)生數(shù)量巨大的稻殼灰。稻殼灰很難直接利用，絕大多數(shù)被直接丟棄或填埋，會造成嚴重的環(huán)境問題。
　　本文以稻殼灰為原料，通過碳化法制備出SiO2納米顆粒，然后制備SiO2納米流體，并將其應(yīng)用于強化CO2吸收的研究。主要考察了表面活性劑及其用量對所制備納米SiO2顆粒大小及形貌的影響；探究了制備條件對納米流體分散性及穩(wěn)定性的影響；研究了納米流體對CO2的吸收量及其強化吸收過程的性能。研究結(jié)果表明：
　　1）在Si

3、O2制備過程中加入1wt％的十二烷基苯磺酸鈉（SDBS），可以較好地控制顆粒的粒徑，得到粒徑40-50nm的SiO2納米顆粒。
　　2）超聲分散時間、分散劑種類及用量、SiO2顆粒含量、pH值等因素對SiO2納米流體的分散性及穩(wěn)定性有重要影響；當(dāng)超聲時間為2h、以1wt%的SDBS作分散劑、SiO2添加量為1wt%、pH為9～10時，所制備的納米流體具有良好的分散性和穩(wěn)定性。
　　3）與純水相比，納米流體并沒有增加CO2的吸