部分脱除模板剂对MCM-41修饰负载有机胺吸附CO_2的影响

介孔分子筛MCM-41具有单一的孔道结构和较大的比表面积。通过负载有机胺形成的介孔有机胺二氧化碳固体吸附剂比常见的固体吸附剂具有高选择性、高吸附量等特点。利用化学方法部分脱除模板剂,负载PEI制备固体吸附剂,研究了模板剂脱除率PEI负载和对二氧化碳吸附性能的影响。用XRD、FT-IR、TEM、BET等方法对吸附剂结构进行表征,利用TG/DTA方法测定了CO2吸附量。研究结果表明,使用MCM-41原粉负载50%PEI吸附量达到131.0 mg/g(即262.0 mg/gPEI),比相同负载量除去模板剂的分子筛提高了12.6%;比单一的PEI分子吸附量(80.3 mg/g)提高了3.26倍,这说明在MCM-41原粉孔道内部由于存在丝状胶束而形成的亚纳米空间结构提高了有机胺的分散和利用率,增加了对CO2的吸附量。     

固体多孔材料对CO_2吸附性能研究进展

综述了沸石、活性炭、硅基介孔材料、金属有机骨架等几种多孔材料对CO_2吸附性能的研究进展。还阐述了多级孔材料对CO_2的吸附进展。指出了二氧化碳吸附捕集面临的问题,并展望了二氧化碳吸附剂的发展趋势。     

有机胺功能化介孔固体吸附剂吸附分离CO_2性能研究

针对当前固体胺CO_2吸附剂存在吸附容量小、循环稳定性差等问题,采用高比表面积、易嫁接胺的介孔SBA-15作为载体,研究分子筛模板剂脱除方法和有机胺改性方法对制备的固体吸附剂吸附性能的影响,并采用N_2物理吸附、X射线衍射、红外光谱、热失重分析等表征技术并对样品进行表征。实验结果表明,通过嫁接和浸渍能够合成出不同有机胺负载量的胺功能化吸附剂,其中混合胺嫁接法改性的APTES-SBA(U)-T60吸附剂其吸附容量最大,在75℃下的纯CO_2气氛中吸附量达到192.05 mg/g,优于溶剂萃取和煅烧法去除模板剂。此外,混合胺嫁接法制备的样品在多次的吸/脱附操作下,CO_2吸附稳定性良好,表明混合胺修饰的吸附剂具有很好的稳定性和再生性。     

有机胺功能化介孔固体吸附剂吸附分离CO2性能研究

针对当前固体胺CO₂吸附剂存在吸附容量小、循环稳定性差等问题,采用高比表面积、易嫁接胺的介孔SBA-15作为载体,研究分子筛模板剂脱除方法和有机胺改性方法对制备的固体吸附剂吸附性能的影响,并采用N₂物理吸附、X射线衍射、红外光谱、热失重分析等表征技术并对样品进行表征。实验结果表明,通过嫁接和浸渍能够合成出不同有机胺负载量的胺功能化吸附剂,其中混合胺嫁接法改性的APTES-SBA（U）-T60吸附剂其吸附容量最大,在75℃下的纯CO₂气氛中吸附量达到192.05 mg/g,优于溶剂萃取和煅烧法去除模板剂。此外,混合胺嫁接法制备的样品在多次的吸/脱附操作下,CO₂吸附稳定性良好,表明混合胺修饰的吸附剂具有很好的稳定性和再生性。     

胺功能化介孔二氧化硅捕集CO2的研究进展

胺功能化介孔二氧化硅因其高选择性、高吸附容量、快速的吸附动力学、良好的再生性能和循环稳定性受到广泛关注,在二氧化碳捕集技术中具有优良的应用前景。本文比较了胺改性的M41S、SBA-n、KIT-n、介孔二氧化硅泡沫、介孔二氧化硅纳米球和六方介孔二氧化硅的吸附性能,总结了MCM-41和SBA-15的结构特点。介绍了胺化合物的负载方式——湿法浸渍、化学接枝和原位聚合的胺负载原理。分析了硅源、载体内部性质、气体选择性和不同添加剂对胺功能化介孔二氧化硅材料吸附二氧化碳能力的影响。最后,点明了吸附剂未来的发展目标,对胺功能化介孔二氧化硅材料的研究方向进行了展望。指出未来可关注介孔二氧化硅微观结构和温度对胺与二氧化碳相互作用的影响,增强胺功能化介孔二氧化硅的稳定性,推进其在实际环境下的应用。     

直接空气捕碳固体多孔材料的研究进展

直接空气捕碳(DAC)技术属于一种负碳技术，作为碳捕集、存储和利用(CCUS)技术的有效补充，是助力实现“双碳”目标的重要技术之一。由于吸附能力强、再生能耗低、应用场景灵活以及结构可调性强，固体多孔材料在降低DAC经济成本和运行能耗方面具有不可替代的优势。本文从固体多孔材料的DAC原理出发，重点综述了包括沸石吸附剂、硅基吸附剂、炭基吸附剂、纳米氧化铝吸附剂、金属有机框架(MOF)材料吸附剂和多孔树脂材料吸附剂等DAC的研究现状，系统介绍和比较了固体多孔吸附材料的吸附容量、吸附选择性、水热稳定性、再生能耗以及循环稳定性方面的优缺点。本文着重分析了胺功能化改性和载体孔隙结构等因素对吸附CO₂性能的影响规律，对各类固体多孔材料在DAC应用中面临的挑战提出了具体的优化方向，并指出未来固体多孔吸附材料的设计开发应兼顾经济性和高效性，加快开展中试规模的DAC试验研究。     

有机胺改性中孔炭吸附二氧化碳研究

以间苯二酚-甲醛为前驱体,二氧化硅溶胶为硬模板,采用溶胶-凝胶法制备出高孔容中孔炭材料,并利用物理担载途径制备了多种有机胺改性的中孔炭基CO2吸附剂。采用氮气吸附、热重和傅里叶红外法测定了吸附剂的物理化学特性,并研究了有机胺的种类对CO2吸附性能的影响。结果表明:中孔炭基固态胺对CO2的吸附受扩散控制,提高温度能够促进CO2扩散,增大吸附容量;小分子的胺类物质乙醇胺(MEA),二乙醇胺(DEA),二乙烯三胺(DETA)热稳定性较差,CO2吸附容量偏低;低分子量聚乙烯亚胺(PEI,分子量600)具有最优的循环吸附性能,吸附量达到190 mg/g;四乙烯五胺(TEPA)的吸附容量最大,为208mg/g,但是循环性较差,可通过加入小分子交联剂环氧氯丙烷提高其循环吸附性能。     

碳捕集固体胺吸附剂载体性能优化策略及分析

碳捕集是“双碳”下推动化石能源低碳应用的有效途径,固体胺吸附剂是实现碳捕集、利用与封存的重要手段。其中,载体改性和胺种类优化是固体胺吸附剂研究热点策略。综述和评论了国内外固体胺吸附剂优化策略的作用机制、技术难点和碳捕集效果等,重点阐述并比较了硅基、多孔碳和有机框架载体优化策略在改善CO2选择性、吸附容量和稳定性等方面的作用,展望了固体胺吸附剂未来在高效稳定捕集、生物质吸附和碳利用与封存等研究方向和应用前景。     

有机纳米多孔聚合物(NOPs)概述

人为二氧化碳大量排放被认为是全球变暖的原因之一,但当前捕捉CO2的方法需耗费大量能量。固体吸附剂吸附法是一个潜在捕集二氧化碳的方法。多孔有机骨架材料因其高的比表面积、高的物理化学稳定性、轻质的骨架结构成为二氧化碳吸附领域的研究热点,本文简单介绍了目前有机纳米微孔种类及其二氧化碳吸附应用。     

吸附法碳捕集固体胺吸附剂成型技术研究进展

吸附法碳捕集技术是实现工业过程或大气中CO₂分离与脱除的重要途径之一,高性能吸附剂的开发是该技术的关键。固体胺吸附剂由于其优异的CO₂吸附量、选择性以及较低的再生能耗,近年来受到了广泛的关注,但用于工业的成型吸附剂仍面临机械强度低、稳定性差和胺流失严重等关键难题,难以在工业中大范围的推广应用。本文分析了固体胺成型吸附剂制备面临的主要难题,重点总结了近年来国内外吸附剂成型技术的研发进展,并对固体胺工业吸附剂的发展方向进行了展望。未来固体胺吸附法碳捕集技术的研发重点在于立足吸附反应机理和工业烟气的特性,创新成型固体胺吸附剂制备技术,提升吸附剂的CO₂吸附量、胺效率、机械与循环稳定性,研发低能耗的配套吸附工艺和核心装置。