摻氮多孔碳球的制備及其對CO2吸附性能研究.pdf

1、具有較大比表面積和大量微孔的碳材料可為CO2提供儲存空間，在CO2的吸附方面受到廣泛關(guān)注。但單一的碳材料表面活性位較少，存在表面缺陷，限制了其吸附應(yīng)用，而在碳材料中摻雜的氮元素可為材料提供堿性位，使材料與CO2形成較強的相互作用，提高吸附能力。本論文以不同氮源合成的含氮聚合物為前驅(qū)體制備不同含氮量的摻氮多孔碳球，并研究其對CO2/N2混合氣中CO2的吸附性能。
　　分別以酚醛樹脂微球和含氮聚合物微球為前驅(qū)體制備不含氮的微孔碳球NM

2、CS和摻氮微孔碳球NMCS-Urea-3及NMCS-Urea-6。采用N2吸附/脫附等溫線、傅里葉紅外光譜、掃描電鏡、X射線衍射和元素分析等表征手段對其進行分析。結(jié)果表明NMCS，NMCS-Urea-3和NMCS-Urea-6均為球形納米顆粒，粒徑大小分別為767 nm，575 nm和480 nm；比表面積分別為653.588 m2/g，627.596 m2/g和662.055 m2/g，總孔容分別為0.287 cm3/g，0.379

3、cm3/g和0.289 cm3/g，最可幾孔徑分別為1.758 nm，2.414 nm和1.743 nm。NMCS-Urea-3和NMCS-Urea-6的含氮量分別為2.680 wt％和3.296 wt%。分別以NMCS，NMCS-Urea-3和NMCS-Urea-6為吸附劑對CO2/N2混合氣中的CO2進行常壓下的動態(tài)吸附研究。研究結(jié)果表明：隨著尿素加入量的增大，穿透時間和吸附能力均先增加后減??；當尿素與間苯二酚的摩爾比為3：1時所制

4、備的碳材料對CO2的吸附效果最好。通過摻氮微孔碳球NMCS-Urea-3在不同溫度下對CO2的動態(tài)吸附研究表明，在接近室溫時，該材料對CO2的吸附性能較好。
　　分別以合成的酚醛胺聚合物微球NPS-Melamine和NPS-DCD為前驅(qū)體制備摻氮多孔碳球NPCS-Melamine和NPCS-DCD。采用N2吸附/脫附等溫線、傅里葉紅外光譜、掃描電鏡、透射電鏡、X射線衍射和元素分析等表征對樣品進行分析。結(jié)果表明，NPCS-DCD具有

5、核-殼式結(jié)構(gòu)，NPCS-Melamine和NPCS-DCD均為球形顆粒，粒徑分別767 nm和433 nm；最可幾孔徑分別為2.084 nm和1.959 nm，比表面積分別為680.158 m2/g和696.161 m2/g，總孔容分別為0.354 cm3/g和0.341 cm3/g；二者的含氮量分別為3.353 wt%和2.315 wt%。分別以摻氮多孔碳球NPCS-Melamine和NPCS-DCD為吸附劑對CO2在不同溫度下進行動