PEi-介孔硅復合CO2吸附材料改性及性能研究.pdf

1、溫室效應引起的氣候變化已經(jīng)成為一個全球性問題，引起了世界各國的廣泛關注。CO2作為主要的溫室氣體，其減排技術的開發(fā)也已成為研究熱點。目前工業(yè)化應用的CO2濕法捕集技術存在著設備易腐蝕、再生能耗高等問題，而吸附法因其特定的優(yōu)點，被認為是一種很有開發(fā)潛力的替代技術。有機胺介孔硅復合材料是目前CO2吸附材料研發(fā)的熱點，但是其吸附容量還受到有機胺分散性的限制有待進一步提高。本文主要從三個方面著手，針對有機胺分散度的提高從而提高吸附劑的CO2吸附

2、性能，進行了一系列的吸附劑改性研究。
　　首先，本文在PEI（聚乙烯亞胺）浸漬過程中摻雜三種含磷的表面活性劑，實驗結果顯示兩種磷酸酯尤其是TEP（磷酸三辛酯）添加后PEI/SBA-15吸附劑的CO2吸附性能得到一定程度的提升。隨后的表征結果顯示TEP可以有效地提高PEI在SBA-15孔道中的分散度，促進了CO2在PEI體相中的擴散，從而提高了CO2吸附容量。此外，研究還發(fā)現(xiàn)改性后的PEI/SBA-15吸脫附循環(huán)性能得到改善，這主要

3、可歸因于其熱穩(wěn)定性和CO2擴散性能的提高。
　　隨后，本文利用一鍋法制備表面接枝氨烷基鏈的SBA-15載體并用浸漬法負載PEI。原位負載氨丙基的SBA-15可以較好的保持SBA-15的結構性能，但是當APTS（氨丙基三乙氧基硅烷）占硅源總量摩爾分數(shù)15％以上時，SBA-15孔端的結構就開始變形甚至坍陷。實驗結果顯示改性吸附劑的CO2吸附容量隨著APTS摻雜量的增加而增加，其中P35A15SBA-15在75℃條件下的CO2吸附容量相

4、對于改性前增加了約70％。同時更低的溫度下P35A15SBA-15的吸附容量更是比改性前提高了1.5倍以上。這主要可以歸因于其中PEI分散度的提高以及氨烷基鏈端的氨基與負載的PEI的協(xié)同作用。
　　最后，本文研究了硫酸化Zr5SBA-15過程中硫酸氫銨濃度對于載體酸性及其負載PEI后的CO2吸附性能的影響。表征結果顯示，Zr5 SBA-15表面酸性隨著硫酸化程度的提高而加強，尤其是Br(o)nsted酸性得到明顯提升。CO2吸附容