無機(jī)多孔納米復(fù)合吸附劑的制備與表征.pdf

1、CO2作為溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)?嚴(yán)重威脅了我們的生活和環(huán)境。碳捕獲和封存(Carbon Capture and Storage,CCS)技術(shù)應(yīng)運而生,這是一種對CO2進(jìn)行收集、運輸并得以長期安全存儲的過程,從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。
　　 針對CO2的酸性氣體性質(zhì),本文選擇吸附分離法,以碳納米管(CNTs)、凹凸棒土(ATP)、硅膠以及白炭黑等多孔材料作為載體,負(fù)載堿土金屬氧化物制備了多種無機(jī)固體CO2吸附劑。以鹽酸鹽為前體,分別采

2、用沉淀法制備碳納米管復(fù)合吸附劑,采用溶膠-凝膠法制備凹凸棒土復(fù)合吸附劑,采用浸漬法制備多孔硅材料復(fù)合吸附劑。實驗考察了金屬鹽濃度、煅燒時間、煅燒溫度等因素對復(fù)合粒子的粒徑以及形貌的影響,通過控制實驗條件制得納米復(fù)合吸附劑。結(jié)合掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)、比表面積(BET)及孔徑分布、熱重(TG)以及粒度分析等手段,對復(fù)合粒子前驅(qū)體及納米復(fù)合吸附劑的形貌尺寸和吸附性能進(jìn)行了綜合表征。

3、r>　　 研究發(fā)現(xiàn),實驗制得的CNTs復(fù)合吸附劑在微觀下呈現(xiàn)疏松多孔狀。根據(jù)復(fù)合吸附劑的CO2吸附等溫曲線,得出750℃時CNTs/CaO的吸附量為16.61wt％,50℃時CNTs/MgO的吸附量為6.09wt%。對CNTs/CaO進(jìn)行循環(huán)兩次吸附脫附實驗,吸附溫度與脫附溫度均為750℃,99.99%CO2氣氛,結(jié)果第一次吸附量為16.61wt%,第二次吸附量為15.84wt%,表明復(fù)合粒子具有良好的循環(huán)再生性能。
　　 實

4、驗制得ATP復(fù)合吸附劑的微觀狀態(tài)呈棒狀纖維狀。600℃時ATP/CaO的吸附量為3.69wt%,50℃時ATP/MgO的吸附量為3.93wt%。鑒于ATP為天然的粘土材料,具有無污染和成本低廉的優(yōu)勢,加上ATP復(fù)合吸附劑還可表現(xiàn)出較高的吸附效果,使之成為極具研究價值的吸附劑載體。
　　 白炭黑和硅膠的復(fù)合吸附劑分別呈微孔狀和顆粒狀,其中白炭黑/CaO和白炭黑/MgO的吸附量分別為1.69wt%(750℃)和3.10wt%(50℃