介孔碳的制備及其濕儲(chǔ)CO2性能研究.pdf

1、CO2是造成溫室效應(yīng)最主要的溫室氣體。近年來(lái)，隨著人類(lèi)社會(huì)對(duì)能源的需求日益增長(zhǎng)，石化燃料的消耗不斷加劇，從而導(dǎo)致 CO2的過(guò)度排放。如何有效減少CO2的排放，成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)。CO2的捕集和封存是減少溫室氣體CO2的最有效手段之一。
　　吸附法因?yàn)榫哂心芎牡汀⒃O(shè)備操作簡(jiǎn)單、溫度和壓力操作范圍寬等優(yōu)點(diǎn)成為捕集和存儲(chǔ) CO2最有效方法。氣體水合物技術(shù)是一項(xiàng)有潛能的捕集和存儲(chǔ) CO2的技術(shù)，將吸附法和氣體水合物技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可以大大提

2、高對(duì) CO2的吸附存儲(chǔ)量。
　　分別采用硬模板法和軟模板法合成介孔碳材料，并利用 N2吸附等溫線、XRD、SEM和TEM進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，硬模板法得到CMK-3的比表面積和孔容分別為1115 m2/g和1.11 cm3/g，CMK-3的平均孔徑為3.25 nm。采用軟模板法合成的介孔碳，在反應(yīng)物質(zhì)量比為T(mén)EOS:resol:HCl:F127=2.08:2.5:1:1且鹽酸的濃度為0.2 M條件下，合成的介孔碳材料的比表面積、孔

3、容達(dá)到最優(yōu)，分別為1300 m2/g、1.61 cm3/g，其平均孔徑為8 nm。硬模板法可以得到有序的介孔結(jié)構(gòu)，而軟模板法則無(wú)法得到有序的孔結(jié)構(gòu)。
　　預(yù)吸附水后介孔碳材料對(duì)CO2氣體的吸附性能有了顯著提高。在吸附溫度為275K，吸附壓力為3.6 MPa時(shí)，預(yù)吸附水的CMK-3對(duì) CO2的吸附量高達(dá)42 mmol/g，軟模板法制備的介孔碳對(duì)CO2的吸附能力更是高達(dá)51.8 mmol/g。而在干燥狀態(tài)下，它們對(duì)CO2的吸附量分別為

4、18.2 mmol/g和28 mmol/g。CO2吸附量顯著提高的原因在于，在預(yù)吸附水的條件下，不僅形成了二氧化碳水合物，部分孔隙仍能對(duì) CO2進(jìn)行物理吸附，此外，在水中還可以溶解一定量的CO2。在CMK-3中，275K時(shí)，二氧化碳水合物的生成壓力為2.05 MPa，而軟模板介孔碳的水合物生成壓力為1.75 MPa，這是由于CMK-3的孔徑較小，因此需要較高的壓力。對(duì)軟模板介孔碳CO2具有很高的存儲(chǔ)容量，在裝填密度為0.3 g/cm3時(shí)