硅胶嵌入多孔纸基对苯蒸气吸附性能

苯蒸气作为一种典型的有害VOC污染物，研究对其的高效净化处理具有重要意义。纸基材料是一种密度小、孔隙率高、机械强度高的多孔材料，分析以木浆纤维纸、陶瓷纤维纸作为多孔基材，通过多次硅溶胶浸泡的方法制得硅胶嵌入多孔纸基吸附材料样片。通过扫描电镜SEM研究两种纸基材料表面的形貌及结构，采用重量法蒸气吸附仪对不同上胶次数的两种基材样片进行吸附性能测试。测试结果表明：木浆纤维纸和陶瓷纤维纸6次上胶率高达3.38 g/g和8.66 g/g; 0.1分压苯蒸气下30 min样片吸附量即可达到最大吸附量的80%；两种硅胶嵌入多孔纸基样片吸附容量在0.8分压苯蒸气下均超过100 mg/g；在4次上胶时样片表现出最佳的苯蒸气吸附性能。此外，通过对实验结果进行分段拟合得到吸附特征曲线。     

硅胶嵌入多孔纸基对苯蒸气吸附性能

苯蒸气作为一种典型的有害VOC污染物,研究对其的高效净化处理具有重要意义。纸基材料是一种密度小、孔隙率高、机械强度高的多孔材料,分析以木浆纤维纸、陶瓷纤维纸作为多孔基材,通过多次硅溶胶浸泡的方法制得硅胶嵌入多孔纸基吸附材料样片。通过扫描电镜SEM研究两种纸基材料表面的形貌及结构,采用重量法蒸气吸附仪对不同上胶次数的两种基材样片进行吸附性能测试。测试结果表明:木浆纤维纸和陶瓷纤维纸6次上胶率高达3.38 g/g和8.66 g/g;0.1分压苯蒸气下30 min样片吸附量即可达到最大吸附量的80%;两种硅胶嵌入多孔纸基样片吸附容量在0.8分压苯蒸气下均超过100 mg/g;在4次上胶时样片表现出最佳的苯蒸气吸附性能。此外,通过对实验结果进行分段拟合得到吸附特征曲线。     

乙二胺不同掺杂模式下多孔有机聚合物对CO2的吸附

利用嫁接法和浸渍法分别在以1,3,5-三苯基苯为单体的有机多孔聚合物（nTPB）上成功掺杂乙二胺,分别研究了乙二胺的不同掺杂模式对多孔聚合物的结构性质以及CO₂吸附性能的影响。结果表明,嫁接法和浸渍法皆可在nTPB上均匀掺杂乙二胺,且nTPB的比表面积和孔容均有所下降。在乙二胺掺杂量相同的前提下,由于浸渍法完全利用nTPB的孔道吸收乙二胺,nTPB的孔道堵塞更明显。两种掺杂乙二胺的模式均可显著提升nTPB对CO₂的吸附选择性,但只有嫁接法对nTPB的CO₂吸附量有明显促进（从4.4 mmol/g升高为5.2 mmol/g;0℃,10⁵ Pa）;浸渍法由于过度堵塞nTPB孔道,且乙二胺的吸附位点被包埋,导致CO₂的吸附量反而下降（仅有3.4 mmol/g;0℃,10⁵ Pa）。此外,嫁接法掺杂乙二胺的nTPB表现出与nTPB基质相同的良好重复利用性。     

多孔胺基化氧化石墨烯基材料对CO2的吸附性能研究

以乙二胺(EDA)、二乙烯三胺(DETA)、四乙烯五胺(TEPA)、聚乙烯亚胺(PEI)等多胺基化合物为表面改性剂,氧化石墨烯(GO)材料为载体,采用嫁接法辅以超声处理制备了表面胺基功能化多孔吸附材料,用于CO₂气体的吸附捕集。所制备的多孔吸附材料孔径约为1.35~4.34 nm,比表面积约为98.032~210.465 m²/g。制备的四种吸附材料中,以PEI功能化吸附材料对CO₂的吸附容量最大,70℃下达到了1.5 mmol/g,且经过20次循环吸附/脱附实验后,其CO₂吸附量基本不变。吸附过程的吸附等温线线型为Ⅰ型优惠型,另外吸附实验数据与Avrami模型模拟结果符合性较好。     

四乙烯五胺改性多孔二氧化硅制备及CO2吸附性能

以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂，原硅酸乙酯（TEOS）为硅源，1,3,5-三异丙基苯（TPB）为扩孔剂，制备不同孔道结构的多孔二氧化硅纳米微球（PSNs），将四乙烯五胺（TEPA）通过物理浸渍法负载到PSNs上，合成TEPA-PSNs吸附剂。利用扫描电镜、透射电镜、红外光谱、N₂吸附-脱附循环实验和热重分析对材料的结构性能和热稳定性能进行表征，成功制备了具有不同孔道结构的胺基化多孔二氧化硅。对吸附剂材料进行CO₂吸脱附实验和动力学研究，结果表明：当TPB含量增多时，吸附剂材料吸附的CO₂量也随之增大，并且TEPA-PSNs-0.5在75℃时吸附量最大，达4.70mmol/g；一阶动力学模型能较好地预测该吸附剂的CO₂吸附过程；经过5次循环，其再生性能仍然高达94.34%。因此，合成的胺基化多孔二氧化硅具有高吸附量和良好稳定性，是用于二氧化碳捕集的潜在材料。     

氧化石墨烯-羧基碳纳米管-多乙烯多胺三维蜂窝状材料吸附CO2

以氧化石墨烯-羧基碳纳米管水溶液为原料,葡萄糖酸β内酯为交联促进剂,通过冷冻干燥法制得负载有多乙烯多胺的氧化石墨烯-羧基碳纳米管三维多孔气凝胶。通过在制备过程中改变多乙烯多胺的加入量可以调节其负载量。FTIR、XRD、TG、SEM、XPS、Raman、N₂吸脱附等测试表征发现：多乙烯多胺通过酰胺键与基体连接,所得材料呈蜂窝状,且比表面积、孔容和平均孔径随胺类负载量的增加而逐渐降低,引入多乙烯多胺后的气凝胶材料通过化学作用实现CO₂吸附。在200kPa、328K下,多乙烯多胺含量为55.8%的改性吸附剂的CO₂吸附量可达3.9mmol/g,为相同条件下未改性吸附剂的9.8倍。结果表明,将多乙烯多胺、氧化石墨烯和羧基碳纳米管制备成三维蜂窝状多孔材料能有效提高CO₂吸附性能。     

含膦多孔有机聚合物负载氧化镁的制备及其CO2吸附性能

MgO吸附剂因其成本低廉、来源广泛、再生能耗低等优势在CO₂吸附领域应用广泛,但比表面积低限制了其吸附性能。以高表面积、多级孔结构的含膦多孔有机聚合物POL-PPH₃为载体,采用浸渍煅烧法和超声煅烧法制备得到POL-PPH₃负载的MgO吸附剂(MgO/POL-PPH₃),用于CO₂捕集。探究制备方法、煅烧温度、煅烧时间等制备条件对MgO/POL-PPH₃吸附剂上CO₂吸附性能的影响。研究发现,浸渍煅烧法优于超声煅烧法,且随着煅烧温度和煅烧时间增加,MgO/POL-PPH₃样品上CO₂吸附容量逐渐降低。采用浸渍煅烧法,煅烧温度300℃,煅烧时间1 h时,MgO/POL-PPH₃-300-1吸附剂上获得最优CO₂吸附量,达0.55 mmol/g。在组成为12%CO₂,其余为氮气的模拟烟道气中,MgO/POL-PPH₃     

高岭土-硅酸锂的制备及其吸附CO2动力学

以煤系高岭土为硅源,采用浸渍沉淀法制备硅酸锂吸附剂。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分别表征和分析了样品的结构特征和形貌特征,并使用差热-热重联用分析仪研究了硅酸锂吸附CO₂的性能。实验结果表明,与以市售-SiO₂为硅源制备的硅酸锂相比,高岭土-硅酸锂在较低温度下有明显的吸附CO₂优势;采用浸渍沉淀法可成功制备出纯度较高的硅酸锂,最大吸附量为35.7%(704℃)(文中吸附量均为质量分数),高出固相法5.9%;采用双指数模型对硅酸锂吸附CO₂进行动力学分析,温度低于600℃时,表面化学反应过程是整个反应过程的控制步骤。高于650℃,锂迁移成为控制步骤。在吸附CO₂的过程中,浸渍沉淀法制备的样品锂迁移速率是固相法的1.5～2.2倍,低于650℃时的吸附,浸渍沉淀法的样品表面化学反应速率皆高于固相法。     

利用煤焦油中酚类物质St?ber法制备碳纳米球用于CO2吸附

煤焦油的排放和直接利用会造成严重的环境污染，开发高附加值材料的绿色合成方法及应用是煤焦油利用的关键。本文采用St?ber法以间苯二酚和中低温煤焦油为碳源与甲醛聚合制备了多孔碳纳米球CO₂吸附剂，通过扫描电子显微镜、N₂吸附-脱附测试、傅里叶变换红外吸收光谱、X射线衍射等手段对样品进行测试和分析。考察了预聚温度、水热温度和煤焦油添加量对碳纳米球的孔结构和CO₂吸附性能的影响。预聚温度为60℃、水热温度为200℃时，产物具有最优异的比表面积和CO₂吸附性能。C₁-R₁-RT-200吸附剂的比表面积达到787m²/g,CO₂最大吸附量为4.64mmol/g。当煤焦油占总投料质量的50%～76%时，产物的CO₂吸附性能较好，优于纯的间苯二酚模型化合物。所制备的多孔碳纳米球的CO₂吸附等温线可以很好地吻合Langmuir等温线模型，说明多孔碳纳米球对CO₂的...     

混合胺改性SBA-15的二氧化碳吸附特性

为实现廉价高效的二氧化碳捕集，新型燃烧后CO₂捕集固体吸附材料的设计和开发具有重要的研究意义。为提高CO₂吸附量，胺功能化改性吸附剂的方法主要有湿浸渍和表面嫁接。基于此，提出了“混合胺”修饰的概念，把湿浸渍和表面嫁接两种改性技术结合起来。把3-氨丙基三甲氧基硅烷（APTS）嫁接到分子筛SBA-15孔道表面，再把聚乙烯亚胺（PEI）浸渍到载体孔道的间隙，制备出高密度胺功能化的CO₂吸附剂。主要考察了不同含量的PEI和APTS功能化SBA-15的结构性能、CO₂吸附量及胺吸附效率。CO₂吸附结果表明，混合胺功能化SBA-15吸附主要依赖于动力学扩散。其中，SBA-15-（APTS-0.5-PEI-50），SBA-15-（APTS-1.0-PEI-50）和SBA-15-（APTS-2.0-PEI-30）在75℃时具有很好的吸附潜力。混合胺功能化SBA-15的胺吸附效率介于单纯嫁接和单纯浸渍的胺功能化SBA-15之间。     

TEPA负载复合氧化活性炭吸附烟气中的CO2性能

以商业煤基活性炭为原料,经低浓度氧气焙烧、H₂O₂氧化改性,并以四乙烯五胺（TEPA）浸渍,得到胺负载复合氧化活性炭,用于模拟烟道气[(15%(体积)CO₂+85%(体积)N₂）+10%(体积)H₂O]中CO₂吸附。低浓度氧气焙烧后,活性炭的最大比表面积和孔体积分别为1421.82 m²/g、0.83 cm³/g。经复合氧化改性后,活性炭的介孔体积增大,表面含氧官能团增加,使得TEPA负载复合氧化活性炭的CO₂吸附性能提高。焙烧时间为4 h,H₂O₂氧化、负载40%TEPA的样品COAC-4-40TEPA,在60℃时CO₂饱和吸附量最高为2.45 mmol/g,是TEPA负载未改性活性炭AC-40TEPA的2.02倍。经过十次吸附循环后,COAC-4-40TEPA的 CO₂饱和吸附量可维持在92.24%,而TEPA的浸出量仅有0.67%。失活模型研究表明,COAC-4-40TEPA的初始吸附速率常数是AC-40TEPA的1.64倍,且失活速率常数低于AC-40TEPA。     

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。     

用于燃烧后CO2捕集系统的胺基固态吸附材料研究进展

随着工业化的发展和大量化石燃料的消耗,大量的CO₂气体排放到大气中并引发了一系列严重的环境问题,而采用燃烧后CO₂捕集技术可以有效地应对这一问题。寻找一种高效吸附、稳定、价格低廉的固态吸附材料对于开展燃烧后CO₂捕集系统的研究具有重要的实际意义。近年来,胺基固态吸附材料因其高CO₂吸附能力和高吸附选择性成为研究的热点。本文综述了近年来国内外学者对不同胺基固态吸附材料在合成方法、载体材料选择以及性能测试等方面进行的研究,重点讨论了以沸石分子筛、介孔硅分子筛、多孔碳和金属有机骨架为载体的胺基固态吸附材料对CO₂的吸附行为,并指出多孔载体材料的结构改进及有机胺和促进剂的合理选择将会成为未来胺基固态吸附材料的重点研究方向。     

Preparation and Proton Conductivity of Surfactant-Templated Mesoporous Silica Gels Impregnated with Protonic Acids

Surfactant-templated mesoporous silica gel that was impregnated with various protonic acids has been prepared, and we propose this material as a new type of proton conductor. The conductivity of the mesoporous silica gel that was impregnated with 5.0 M H₂SO₄ was ∼1 × 10⁻⁴ S/cm at room temperature in a dry nitrogen-gas atmosphere after drying in vacuo at room temperature; this value was four orders of magnitude greater than that of silica gel that was prepared via the conventional sol–gel method and impregnated with H₂SO₄. The amount of impregnated H₂SO₄ in the mesoporous silica gel was ∼2.5 times larger than that of impregnated H₂SO₄ in the conventional silica gel. The H₂O molecules in the mesoporous silica gel that was impregnated with H₂SO₄ remained in the pores of the gel, even after drying in vacuo at room temperature.     

以F200和Sorbead WS为保护层真空变压吸附捕集CO2（英文）

In order to solve the water issues when 13X zeolite was applied to capture CO 2 from wet flue gas by vacuum swing adsorption process, multi-layered adsorption system was considered regarding activated alumina F200 and silica gel based Sorbead WS as pre-layer materials. LBET (extended Largmuir-BET) model and extended CMMS (cooperative multimolecular sorption) equation were simulated respectively to describe water loading on F200 and Sorbead WS. The two equations can be well added into our in-house simulator to simulate double-layered CO 2 -VSA (vacuum swing adsorption) process. Results indicated that water can be successfully stopped in pre-layers with a good CO 2 capture performance.     

Efficient MgO-doped CaO sorbent pellets for high temperature CO2 capture

Novel MgO-doped CaO sorbent pellets were prepared by gel-casting and wet impregnation. The effect of Na⁺ and MgO on the structure and CO₂ adsorption performance of CaO sorbent pellets was elucidated. MgO-doped CaO sorbent pellets with the diameter range of 0.5-1.5 mm exhibited an excellent capacity for CO₂ adsorption and adsorption rate due to the homogeneous dispersion of MgO in the sorbent pellets and its effects on the physical structure of sorbents. The results show that MgO can effectively inhibit the sintering of CaO and retain the adsorption capacity of sorbents during multiple adsorption-desorption cycles. The presence of mesopores and macropores resulted in appreciable change of volume from CaO (16.7 cm³∙mol⁻¹) to CaCO₃ (36.9 cm³∙mol⁻¹) over repeated operation cycles. Ca2Mg1 sorbent pellets exhibited favorable CO₂ capture capacity (9.49 mmol∙g⁻¹), average adsorption rate (0.32 mmol∙g⁻¹∙min⁻¹) and conversion rate of CaO (74.83%) after 30 cycles.