“干胺”型吸附劑的快速制備、表征及其CO2吸附性能研究.pdf

1、工業(yè)革命以后，隨著人口的增長(zhǎng)以及工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的不斷擴(kuò)大，作為最主要的溫室氣體，CO2的排放量逐年增多，加劇了全球變暖，因此研究和開發(fā)有效捕捉CO2的技術(shù)以減少大氣中的二氧化碳的濃度顯得尤為重要。
　　本論文通過(guò)高速攪拌法將有機(jī)胺快速地負(fù)載疏水性納米SiO2表面，制得“干胺”型吸附劑。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、氮?dú)馕摳?、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、熱重分析(TGA)等對(duì)吸附劑進(jìn)行了一系列的表征。采

2、用固定床反應(yīng)器利用穿透曲線法對(duì)“干胺”吸附劑的CO2吸附性能進(jìn)行了測(cè)試。研究結(jié)果表明：
　　1.將聚乙烯亞胺(PEI)通過(guò)高速攪拌負(fù)載在疏水性納米二氧化硅上，通過(guò)穿透曲線測(cè)試了二氧化碳的吸附性能。結(jié)果表明，隨著PEI負(fù)載量的增加，PEI/SiO2吸附劑的CO2吸附量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，50PEI/SiO2吸附劑的CO2吸附量最高，其最佳CO2吸附溫度為90℃，此時(shí)吸附劑的吸附量為3.00 mmol/g-adsorbent。而同

3、樣采用高速攪拌的方法制備的50PEI/SBA-15-S吸附劑，由于采用高速攪拌的方法有機(jī)胺難以有效進(jìn)入SBA-15的介孔孔道，其CO2吸附量?jī)H為2.38 mmol/g-adsorbent。研究還發(fā)現(xiàn)，在有水汽的存在下吸附劑50PEI/SiO2的CO2吸附量可達(dá)4.01mmol/g-adsorbent-adsorbent，表明在水汽對(duì)吸附劑的吸收性能有明顯的促進(jìn)作用。研究結(jié)果還表明50PEI/SiO2具有良好的可再生性能。
　　2.

4、將四乙烯五胺(TEPA)通過(guò)高速攪拌負(fù)載在疏水性納米二氧化硅載體上后，用于測(cè)試CO2的吸附性能。通過(guò)N2吸附表征發(fā)現(xiàn)，載體進(jìn)行TEPA修飾后，部分TEPA填充到疏水性納米二氧化硅的堆積孔中降低了吸附劑對(duì)N2的吸附能力。隨著溫度的升高，TEPA/SiO2的CO2吸附量呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì)，在75℃時(shí)達(dá)到最大;隨著TEPA含量的增加，TEPA/SiO2對(duì)CO2吸附呈先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)TEPA含量為60％時(shí)，CO2的吸附性能達(dá)到最大，為

5、4.13mmol/g-adsorbent。TEPA/SiO2型吸附劑具有較好的CO2吸附性能。水汽促進(jìn)了吸附劑的CO2吸附性能;研究結(jié)果證明，50TEPA/SiO2吸附劑經(jīng)過(guò)四次吸脫附循環(huán)實(shí)驗(yàn)吸附性能基本保持不變。我們也將TEPA通過(guò)傳統(tǒng)浸漬的方法負(fù)載在疏水性納米二氧化硅上，隨著TEPA負(fù)載量的增加，TEPA/SiO2-WI吸附劑的CO2吸附量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，50TEPA/SiO2-WI吸附劑的CO2吸附量最高，其最佳CO2吸附

6、溫度為75℃，此時(shí)吸附劑的吸附量最大為4.22mmol/g-adsorbent。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用傳統(tǒng)浸漬的方法負(fù)載的TEPA/SiO2-WI吸附劑，由于其TEPA的負(fù)載較為均勻，對(duì)比于高速攪拌的方法制備的TEPA/SiO2吸附劑，其CO2的吸附性能有所提高。
　　3.制備柚子皮多孔炭，并用其靜態(tài)法測(cè)試CO2的吸附性能，探究不同炭堿比的柚子皮多孔炭的CO2吸附性能。研究發(fā)現(xiàn)，隨著氫氧化鉀與碳的質(zhì)量的比值增大，CO2的吸附性能下降，