多孔固体吸附剂的CO_2吸附性能研究

综述了目前研究最为广泛的几种多孔CO_2吸附剂的制备方法及其吸附性能,其中着重讨论了杂原子掺杂多孔碳材料的CO_2吸附性能并对其未来的发展前景进行了展望。多孔CO_2吸附剂由于其低能耗、低腐蚀、良好的再生性能和易于改性而得到了广泛的研究。通过对其改性制备出的新型固体吸附剂,可以达到高效吸附CO_2的目的,为实现减少温室气体和合理利用CO_2资源的目标做出贡献。     

离子液体的制备及其捕获CO_2性能

制备了一种新型离子液体,1-二乙二醇单甲醚基-3-甲基咪唑甘氨酸盐,并对其捕获CO2性能进行了研究。研究结果表明,产物具有高的CO2捕获容量和快的捕获速度,在燃气和烟气脱碳领域具有良好的应用潜力。     

低温CO_2固体吸附剂的研究进展

CO_2作为主要温室气体,是各国的主要减排目标。吸附法作为最有应用前景的CO_2捕集方法,且在低温条件下应用最为广泛,近年来越来越多的研究致力于研究低温条件下的CO_2固体吸附剂。本文综述了低温CO_2固体吸附剂的分类和各类吸附剂的最近研究进展,讨论了各类固体吸附剂的未来研究趋势和方向。     

离子液体聚合物CO_2吸附性能研究

为提高离子液体吸附CO_2的性能,通过自由基聚合制备了季铵盐类离子液体聚合物,采用两步种子溶胀法使该聚合物形成多孔结构,并通过扫描电子显微镜和差热-热重分析法对其形貌和热稳定性进行表征。研究了4种溶胀剂制备的多孔聚合物吸附CO_2的性能,试验结果表明:制备的多孔聚合物具有发达的微孔结构,孔径在0.4~0.8 nm内连续分布,且较集中于0.5~0.6 nm,达到38%以上;溶胀剂的种类对孔径分布及累计孔容有显著的影响,可归因于溶胀剂与聚合物的溶解度差异,采用混合溶胀剂得到的孔径分布更加均匀,而采用环乙烷溶胀剂得到的累计孔容明显减少;多孔聚合物的CO_2吸附量主要受累计孔容的影响,累计孔容相当的聚合物吸附CO_2的量也近似,在273 K、0.101 MPa条件下,约为1.1%。     

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。     

二氧化碳捕获固体吸附剂的研究进展

采用吸附法降低电厂烟道气中CO_2浓度,关键在于吸附容量大、选择性高、再生能耗低的吸附剂的开发。本文综述了炭基吸附剂、分子筛、金属氧化物、氨基吸附剂以及金属有机骨架材料5种主要的CO_2固体吸附剂最新的研究进展,具体阐述了这几种吸附剂的物理和化学性质,列举了这些吸附剂在燃烧后捕获CO_2应用过程中的吸附性能、存在的问题以及改进的措施。重点探讨了金属-有机骨架材料作为烟气气氛下CO_2吸附剂的应用前景,这种吸附剂具有比表面积大、孔容大、孔隙率高、结构可调等优点,分析表明这是一种极具潜力的CO_2吸附剂。为提高其在烟气环境下的CO_2吸附性能,作者概括总结了4种主要的改性措施,为从事这个领域的工作者扩展了思路。     

硅胶负载酸性离子液体催化CO_2环加成反应

制备了4种硅胶负载酸性离子液体,将其作为催化剂用于环氧烷烃和CO2的环加成反应,表现出高催化活性。系统地考察了不同负载离子液体的催化性能、反应压力、反应温度、反应时间和催化剂用量的影响,结果表明,硅胶负载的酸性离子液体在该环加成反应中具有良好的催化活性,环氧丙烷转化率均大于95%。在以[Smim]HSO4(0.5 g)作为催化剂时,碳酸丙烯酯的选择性为最大值90.6%。使用该催化剂0.5 g,以2.5 m L环氧丙烷(PO)作为反应物,在CO2压力1 MPa,反应温度140℃,反应5 h的条件下,环氧丙烷的转化率为96.3%。循环使用6次后,活性没有明显降低。提出了可能的反应机理。     

固载离子液体吸附分离CO_2的研究进展

综述了功能化离子液体和固载离子液体的合成及其应用于二氧化碳吸附方面的研究进展,展望了固载离子液体在吸收二氧化碳等温室气体中的良好应用前景,并分析了其在工业应用中存在的问题。     

新型聚离子液体的制备及其捕获CO_2性能研究

CO2的捕获和封存是当前关注的重要问题。采用自由基聚合制备了一种新型聚离子液体,聚四亚乙基五胺丙烯酸盐(PTEPAA),并对其捕获CO2性能进行了研究。结果表明,PTEPAA捕获CO2具有捕获容量高、速度快、高度可逆的特点,在低温捕获的CO2可以在高温下有效解吸,捕获/解吸过程可以重复进行,PTEPAA可再生。每个捕获/解吸循环,每克PTEPAA可以分离大约0.24克CO2。PTEPAA作为一种新型固态CO2捕获材料,在烟气及燃气脱碳领域表现出良好的应用潜力。     

咪唑类离子液体微胶囊的CO_2吸附和扩散行为

采用高速剪切法,制备微胶囊型固载咪唑类离子液体,研究离子液体微胶囊的微观结构、CO_2吸附量、CO_2/N2选择性、稳定性以及CO_2的扩散行为。结果表明,制备的离子液体微胶囊结构完整,且微观结构的完整性和粒径是影响CO_2吸附量的主要因素。在0. 1 MPa和298 K下,气相硅胶含量24%、离子液体58. 46%、水含量8. 77%、乙二醇含量8. 77%的样品BCE24-11,其CO_2吸附量为3. 41%,达吸附平衡仅30 min,CO_2/N2选择性为17. 05,稳定性和循环使用性较好;与纯离子液体的扩散系数值(10-11m2/s)相比较,微胶囊型结构的固载离子液体具有更快的CO_2的扩散速率。     

咪唑类离子液体微胶囊的CO_2吸附和扩散行为

采用高速剪切法,制备微胶囊型固载咪唑类离子液体,研究离子液体微胶囊的微观结构、CO_2吸附量、CO_2/N2选择性、稳定性以及CO_2的扩散行为。结果表明,制备的离子液体微胶囊结构完整,且微观结构的完整性和粒径是影响CO_2吸附量的主要因素。在0. 1 MPa和298 K下,气相硅胶含量24%、离子液体58. 46%、水含量8. 77%、乙二醇含量8. 77%的样品BCE24-11,其CO_2吸附量为3. 41%,达吸附平衡仅30 min,CO_2/N2选择性为17. 05,稳定性和循环使用性较好;与纯离子液体的扩散系数值(10-11m2/s)相比较,微胶囊型结构的固载离子液体具有更快的CO_2的扩散速率。     

用于二元体系CO_2-离子液体模型的研究进展

针对离子液体数目庞大且缺乏物性数据的缺点,提出需建立有效的热力学模型。将应用于吸收式制冷中的离子液体-CO_2二元体系所使用的二元模型进行汇总处理,比较得出适合应用于离子液体-CO2二元体系的计算简单、精度较高的模型。     

离子液体吸收CO_2的研究进展

CO2作为温室效应的主力气体,同时作为资源,CO2的补集吸收也成为现今关注的热点。离子液体作为一种新型绿色吸收剂,以其性质稳定、无挥发、溶解力强、可设计性等优点,受到研究者的重视与研究。大致将离子液体分为常规型离子液体、功能型离子液体、离子液体混合物和离子液体聚合物4类。最终讨论了离子液体吸收CO2的研究进展。     

多孔碳吸附分离CO_2研究进展

多孔碳材料由于其高比表面积、低密度、较高的热稳定性以及化学稳定性而被广泛应用于气体吸附、储存与分离、催化剂载体和电极材料等诸多领域,因此多孔碳材料成为研究人员关注的焦点。本文综述了活性炭、碳分子筛和碳纳米管等多孔碳材料对CO_2吸附分离性能的研究进展。还介绍了多级孔碳在吸附CO_2中的研究进展。指出了多孔碳材料作为CO_2的吸附剂的不足,并对CO_2吸附分离及其吸附剂的发展进行了展望。     

液体CO_2用于粉煤净化

利用液体CO_2对“洁净”煤的优先润湿性, 生产低灰低硫产品的粉煤净化新工艺。     

负载[APMIm][Br]离子液体吸收CO_2的性能

1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐([APMIm][Br])离子液体通过化学反应捕集CO2。采用浸渍-蒸发将[APMIm][Br]离子液体负载在硅胶表面,通过比表面孔隙吸附测定仪、热重分析仪(TGA)对吸收剂的结构与性能进行研究,负载量为10%~50%,温度为303.15~323.15 K,CO2浓度分别为10%、30%、50%。结果表明:硅胶表面的离子液体薄膜厚度达到86 nm(负载40%)时,具有最快的吸收速率,且受CO2浓度和温度变化的影响较小,平衡吸收量在50%CO2体系中达到理论吸收量的80%,随着温度的升高而降低,当负载量为50%时,膜厚增加到230 nm,导致吸收速率和平衡吸收量大幅度下降。值得注意的是:负载离子液体吸收剂在循环使用3次之后,结构与性能均保持不变,表现出一定的工业运用前景。     

氨基酸功能化离子液体聚合物用于高效CO2吸附

针对大气中CO2排放量持续升高导致的环境问题,设计合成一种新型氨基酸功能化离子液体聚合物(PIL)用作CO2吸附剂.通过两步法合成氨基酸功能化离子液体1-对乙烯基苄基-3-甲基咪唑精氨酸盐([VBMI][Arg]),采用先聚合后功能化的方法合成氨基酸功能化离子液体聚合物聚[1-对乙烯基苄基-3-甲基咪唑精氨酸盐](P(...     

负载型离子液体吸附分离CO2的研究现状及展望

人口增长与全球工业化的加速发展促使化石能源需求量逐年递增,由此导致大气中二氧化碳（CO₂）含量快速上升并引发了全球系列气候问题,“碳达峰·碳中和”背景下的CO₂减排刻不容缓。传统工业捕集CO₂方法由于能耗高、选择性较差、溶剂损耗大等问题限制了其大规模推广应用,离子液体因其极低挥发性、强的气体亲和性、可调的结构性质等特点在CO₂捕集分离领域逐渐显示出独特优势,但离子液体特别是功能化后通常黏度较高或室温呈固态,导致气液传质效果差或无法直接应用于吸收分离过程。负载型离子液体兼具离子液体和多孔材料的共同优势,不仅能提升选择性分离效果,有效避免离子液体直接吸收造成的高黏度,还可拓展离子液体应用范围,具有广阔的发展前景。重点总结了近些年物理和化学负载型离子液体在CO₂吸附分离方面的研究现状和进展,并对负载型离子液体捕集分离CO₂研究的发展趋势进行了展望。     

负载型离子液体吸附分离CO2的研究现状及展望

人口增长与全球工业化的加速发展促使化石能源需求量逐年递增,由此导致大气中二氧化碳（CO₂）含量快速上升并引发了全球系列气候问题,“碳达峰·碳中和”背景下的CO₂减排刻不容缓。传统工业捕集CO₂方法由于能耗高、选择性较差、溶剂损耗大等问题限制了其大规模推广应用,离子液体因其极低挥发性、强的气体亲和性、可调的结构性质等特点在CO₂捕集分离领域逐渐显示出独特优势,但离子液体特别是功能化后通常黏度较高或室温呈固态,导致气液传质效果差或无法直接应用于吸收分离过程。负载型离子液体兼具离子液体和多孔材料的共同优势,不仅能提升选择性分离效果,有效避免离子液体直接吸收造成的高黏度,还可拓展离子液体应用范围,具有广阔的发展前景。重点总结了近些年物理和化学负载型离子液体在CO₂吸附分离方面的研究现状和进展,并对负载型离子液体捕集分离CO₂研究的发展趋势进行了展望。     

负载硅聚醚离子液体的制备及催化转化CO_2的应用

首先制备氯化1-羧基聚醚-3-甲基咪唑离子液体[HOOC-PECH-MIM]Cl,再将其与正硅酸乙酯(TEOS)反应制备负载硅聚醚离子液体催化剂(Si-[HOOC-PECH-MIM]Cl),采用红外光谱仪、热重分析仪和电镜扫描仪对其化学结构、热性能和表观形貌进行测试。然后用其催化转化二氧化碳(CO_2)合成碳酸丙烯酯。研究温度、压力、催化剂用量等因素对转化率和选择性的影响。结果表明,负载硅聚醚离子液体制备成功,实现了相态转变,且具有较高的热稳定性。在较温和条件下即可高效完成催化过程,活性高、选择性好。当催化温度为90℃,压力为1.8 MPa,用量为2.5%时,转化率和选择性分别为100%和97.2%。