多孔碳材料的制備及其在CO2氣體吸附分離方面的研究.pdf

1、工業(yè)生產(chǎn)和能源燃燒所釋放出的CO2造成全球性的溫室效應(yīng)，已經(jīng)成為全球性的問(wèn)題。開(kāi)發(fā)出一種對(duì)CO2具有很好的捕獲能力的新型材料，正成為全球能源和環(huán)境關(guān)注的科研熱點(diǎn)問(wèn)題。在眾多的CO2吸附劑中，多孔碳材料因?yàn)槠浜芨叩谋缺砻娣e、可調(diào)控的孔道和表面結(jié)構(gòu)、吸附的溫和性和對(duì)人類的無(wú)副作用性等諸多優(yōu)點(diǎn)，而成為最有潛力的CO2吸附劑。因而合成一種對(duì)CO2具有高吸附性、選擇性的多孔碳材料是一個(gè)具有很高研究?jī)r(jià)值的課題。
　　本文合成制備、改性了三種多

2、孔碳材料，分別研究了他們?cè)贑O2氣體吸附、分離方面的性質(zhì)。選擇金屬有機(jī)框架ZIF-70為模板，PEI為碳氮雙源。將PEI注入ZIF-70孔道中，進(jìn)行煅燒，制備了擁有較高比表面積（652.44m2·g-1）、高含氮量（11.08％）的多孔碳材料。較高的含氮量使其在CH4/CO2、H2/CO2中表現(xiàn)了一定的選擇性吸附能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：PEI與ZIF-70的注入比例為1:1制成的碳前軀體，在900℃下進(jìn)行碳化得到的富氮多孔碳材料對(duì)CO2的吸

3、附效果最好，最大吸附量為4.86mmol·g-1（0℃1 bar）和3.56mmol·g-1（25℃1 bar）。
　　使用ZIF-8的為碳前軀體進(jìn)行碳化后對(duì)其表面氨基改性，制備了表面具有大量氨基官能團(tuán)的多孔碳材料，并對(duì)氨基化多孔碳材料進(jìn)行了CO2氣體吸附，并且模仿工業(yè)廢氣，測(cè)試了氨基化多孔碳材料在混合氣體中的選擇吸附性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：氨基化的多孔碳材料具有很好的CO2吸附性能在0.15 bar下可達(dá)到4.2mmol·g-1,并且