高比表面積活性碳材料分離二氧化碳-實驗和分子模擬研究.pdf

1、二氧化碳被認為是全球氣候變暖的主要因為之一,因此對二氧化碳的捕集技術(shù)(Carboon capture storage,CCS)是目前研究的熱點,其中物理吸附法因為沒有污染備受關(guān)注。本文利用我們制備的高比表面積活性碳微球材料作為吸附劑,利用實驗和理論相結(jié)合的方法研究了活性碳微球?qū)μ烊粴庵卸趸?、煙煤氣中二氧化碳和氫氣中少量二氧化碳的吸附分離。主要研究內(nèi)容如下:
　　 一、單組分及混合氣體吸附等溫線的測定。采用高精度IGA-003

2、重力吸附儀分別測定了二氧化碳、甲烷和氮氣及其混合氣體在活性碳微球中的吸附等溫線。結(jié)果表明:在298K和1.3MPa的條件下,CO2、CH4、N2的吸附量分別可達到16.63、7.8和3.5mmol／g,這表明材料具有非常好的儲存二氧化碳和甲烷的性能。
　　 二、比較了Double Langmuir和DSLF(dual-site Langmuir-Freundlichequation)等吸附模型的計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù),并與理想吸附溶

3、液理論結(jié)合,計算了CH4／CO2(xCH4:XCO2=70％:30％、XCH4:XcO2=85％:15％)混合體系的吸附量和吸附選擇性,結(jié)果表明:在298K和1.3MPa的條件下,CO2對CH4(xCH4:xCO2=70％:30％)吸附選擇性可以達到5.28,表明活性碳微球材料是一種優(yōu)良的分離CH4中少量CO2的材料。
　　 三、采用巨正則系綜Monte Carlo(GCMC)方法分別計算了CH4／CO2(XCH4:XCO2=7

4、0％:30％、XCH4:XCO2=85％:15％)、N2／CO2(XN2:XCO2=50％:50％、XN2:XCO2=80％:20％)及H2／CO2(XH2:XCO2=70％:30％、XCH2:XCO2=90％:10％)混合體系的吸附選擇性。結(jié)果表明:在298K和1.3MPa的條件下,CO2對CH4(XCH4:XCO2=70％:30％)、N2(XN2:XCO2=50％:50％)及H2(xH2:xCO2=70％:30％)的吸附選擇性可以分