TEPA/MCM-41固体胺吸附剂的制备及其CO_2吸附性能研究

制备了具有高CO_2吸附性能的TEPA/MCM-41固体胺吸附剂,并采用N_2物理吸脱附、XRD、FTIR、EA、TG-DSC等方法对其进行系统表征。采用重量法测试了吸附剂的吸附与循环稳定性能。结果表明,吸附温度为75℃,CO_2/N_2(体积比12%/88%)的气氛条件下,60%TEPA/MCM-41的吸附量最高为123.24 mg/g,经5次循环吸脱附后,CO_2吸附量降低约7.8%。同时借助计算流体动力学(CFD)对吸附过程进行了模拟,研究结果对吸附剂的设计与反应器的开发具有一定的指导意义。     

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。     

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。     

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。     

固体吸附剂在CO2捕集中的应用

大气中二氧化碳(CO2)浓度的升高引发温室效应,CO2捕集是减缓温室效应的一种有效方式.固体吸附剂具有腐蚀性较弱、能耗较低等优势,对CO2捕集效果较好.固体吸附剂的种类比较多,一般情况下可将其分为高温吸附剂和低温吸附剂,本文将主要对这两种类型的固体吸附剂进行应用分析.首先分析高温材料吸附剂中氧化钙吸附剂、钴酸锂和硅酸锂...     

液化残渣基CO2吸附剂的制备与性能优化

以煤液化残渣(CLR)为原料制备CO₂吸附剂,在实现碳减排的同时,可有效提高煤直接液化工艺的经济性和环保价值。本文采用神华煤直接液化残渣为碳源,通过预氧化、炭化活化等工艺,制备出了吸附性能较优的CO₂吸附剂。利用热重分析仪(TGA)、低温氮吸附仪(BET)、扫描电镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)等分析手段对吸附材料的微观形貌、孔径结构以及吸附性能进行了表征测试。结果显示,低灰分液化残渣所制备的吸附材料具有更高的比表面积和更多的微孔结构,更有利于CO₂的吸附。以低灰分液化残渣为原料,在较优活化条件下(活化剂/原料质量比为1∶1、升温速率5℃/min、活化时间1h)制备的CO₂吸附剂表现出良好的吸附性能,在40℃、15%(体积分数) CO₂模拟烟气条件下的CO₂吸附容量为4.47%(质量分数),在0℃、1bar (1bar=105Pa)条件下的CO₂吸附容量可高达27.70%(质量分数),低温吸附性能优异,吸附速率快且具有良好的循...     

二氧化碳固体碱吸附剂改性研究进展

结合近年来二氧化碳吸附剂主要研究状况,以CO₂固体吸附剂改性后的常用吸附压力为依据,从加压和常压角度重点对碱金属类、多孔炭类、沸石、多孔膜、有机金属框架5种较为普遍的固体吸附剂的改性进行了详细阐述,并对其应用前景进行了展望。     

密闭空间低浓度CO2固态胺吸附剂长寿命评价

在密闭空间实际工况下,通过两组平行对照试验,考察了长时间吸脱附循环对固态胺材料CO₂吸附性能的影响,对材料进行长寿命试验,并验证一年内固态胺材料性能的稳定性。结果表明,两组试验分别经过2128轮和2267轮吸脱附循环后,固态胺材料仍表现出良好的吸脱附稳定性。在长寿命试验条件下,两组吸附剂的CO₂的吸附量维持在约28 mg·g^-1,有机胺含量未见流失,活性胺含量比初始材料有所提高并不再降低,材料机械强度未受到影响。结果证明,高分子树脂基固态胺材料不仅能在室温条件下高效吸附CO₂,且能在温和条件下实现CO₂的解吸,在减少能耗的同时还有利于材料使用寿命的延长,适宜作为太空密闭空间中去除低浓度CO₂的吸附材料,为航天员的生命保障提供技术支撑。     

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。     

PEI-MCM-41吸附剂的制备及其CO_2吸附性能研究

使用不同方法合成了MCM-41,制备出具有不同骨架结构和内部孔道结构的介孔分子筛。通过XRD、高倍投射电镜、低温氮吸附/脱附等方法对样品进行了表征分析。用PEI对MCM-41分子筛进行改性,然后使用热重方法测定了其对CO2的吸附量。结果表明,使用硅酸钠和硫酸为原料制备的样品具有较大的比表面积和孔容,在该样品上负载50%PEI吸附量达到了269.3 mg/g,是同等条件下单纯PEI吸附量的3.4倍。说明将PEI负载在具有大比表面积和孔容的MCM-41介孔分子筛上,可以使PEI得到充分分散,并充分利用PEI分子上的氨基。     

PSF-TEPA膜基固态胺制备及CO2吸附性能研究

在空间站和载人深潜器等长期密闭空间中,CO_2体积分数的增加严重影响室内人员的身体健康。文中研究采用浸润的方法将四乙烯五胺(TEPA)负载在非对称结构聚砜(PSF)中空纤维膜的指状孔道内制得PSF-TEPA中空纤维膜基固态胺,系统考察其在模拟人类工作环境下吸附低体积分数CO_2的性能。结果表明:PSF-TEPA膜基固态胺中TEPA的最佳负载量为47. 11%,此时CO_2穿透吸附容量与饱和吸附容量分别达到56. 58 mg/g和85. 10 mg/g(20℃),二者比值高达66. 49%;在5—50℃范围内,固态胺吸附性能随温度和体积分数的升高而增大,温度为50℃、CO_2体积分数为0. 55%时,饱和吸附量达到102. 13 mg/g;经6次循环再生,PSF-TEPA饱和吸附量略有降低,但趋于稳定。PSF-TEPA膜基固态胺对CO_2优良的吸附效果和稳定的再生性能,使其在低体积分数CO_2脱除方面有较大的应用前景。     

TEPA/Q-10固态胺的脱碳性能

引言近年来随着全球变暖和气候变化,温室气体CO2的排放和控制日益受到人们的关注,CO2的捕集和封存(carbon capture and storage,CCS)技术是减排CO2的一种有效手段,其中CO2的捕集成本约占CCS总成本的75%[1-2]。来自化石燃料燃烧发电排放的CO2约占世界CO2总排放量的     

脱硫石膏改性固体胺复合材料的制备及脱碳性能

将榴莲壳碳化制备生物炭（BC）,与硅钙渣混合作复合载体,在其表面浸渍负载五乙烯六胺（PEHA）,并加入含水分的脱硫石膏（FGDG）,得到胺功能化的含水CO₂固体吸附剂,与不含脱硫石膏的吸附剂相比吸附活性明显改善。通过FT-IR、TGA、SEM及N₂吸脱附等手段对吸附剂进行了表征,并在固定床反应器中考察了吸附剂脱硫石膏含量、吸附温度和CO₂浓度对吸附性能的影响。结果表明,脱硫石膏中水的存在改变了氨基与CO₂的相互作用机理。当脱硫石膏含量为30%、吸附温度为85℃时,CO₂最大吸附量为2.33 mmol/g。经12次循环再生后吸附量仅下降了4.2%,表现出良好的吸附稳定性。Clausius-Clapeyron方程计算的等量吸附热介于物理与化学吸附热之间,说明吸附过程中物理与化学作用同时进行。用多个动力学模型对实验数据进行拟合,pseudo-first-order与pseudo-second-order模型均不能准确拟合实验数据,而Avrami模型可较好地拟合整个吸附过程,进一步验证BC/SCS-PEHA-30% FGDG的CO₂吸附过程并非单纯的物理或化学吸附,而是两者同时发生。     

固体吸附剂吸附二氧化碳的研究进展

综述了近年来介孔硅分子筛负载型吸附剂、聚合物负载型吸附剂、沸石负载型吸附剂、活性炭等不同载体CO2固体吸附剂的制备及其对CO2的吸附性能研究情况,同时指出了该研究领域中仍存在的一些问题。     

Na_2CO_3/MCM-41型固体碱催化制备生物柴油

以MCM-41为载体负载Na2CO3制备Na2CO3/MCM-41型酯交换催化剂,用于催化大豆油制备生物柴油。并研究了催化剂用量、反应物的摩尔比、反应温度和反应时间等因素对该反应的影响。结果表明,最佳反应条件是n(甲醇)∶n(大豆油)=16∶1,催化剂用量为大豆油质量的3%,反应温度为60℃,反应时间为3 h条件下,酯交换转化率可达35%以上。     

MgO/MCM-41对二氧化碳的吸/脱附性能的研究

采用等体积浸渍法制备MgO/MCM-41作为吸附剂,通过静态吸附法对其吸附性能进行了测定。结果表明,制得的吸附剂只存在一个碱性位,二氧化碳吸附后主要以碳酸氢盐的形式存在。当MgO的负载量为20%的时候,对二氧化碳的吸附量最大,在30℃条件下,其对二氧化碳的吸附量为46.6 mg/g。