活性炭負(fù)載離子液體的制備及CO2吸附性能研究.pdf

1、本研究采用浸漬法和嫁接法，將離子液體負(fù)載于活性炭上制得固載離子液體，并對(duì)其進(jìn)行FTIR、TG、XPS和SEM表征。研究了活性炭粒度、負(fù)載方法、離
　　子液體負(fù)載量等對(duì)樣品孔徑分布（PSD）、CO2吸附量和CO2/N2選擇性等的影響規(guī)律，并測(cè)試了混合氣中CO2在活性炭負(fù)載離子液體上的動(dòng)態(tài)吸附性能。本論文主要研究結(jié)論如下：
　?。?）FTIR和XPS分析結(jié)果表明，兩種固載方法均成功的將離子液體負(fù)載于活性炭上；TG分析表明，活性炭

2、負(fù)載離子液體樣品均具有較好的熱穩(wěn)定性；SEM分析證明嫁接法制備的樣品孔道結(jié)構(gòu)更為發(fā)達(dá)。
　?。?）活性炭粒度、負(fù)載方法和離子液體負(fù)載量對(duì)樣品的PSD及CO2吸附選擇性的影響均十分顯著。所制備樣品均具有較發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)，且PSD在0.4～0.6nm比例越高，越有利于提高其CO2吸附量；在298K和0.1MPa下，活性炭未經(jīng)研磨、離子液體濃度19.3％、嫁接法制備的樣品GPH-3具有較高的CO2吸附量（10.12wt%）；載體中引入離

3、子液體，可以顯著提高CO2/N2選擇性，其中離子液體濃度10%、浸漬蒸發(fā)法制備的樣品IPH-3具有最大的吸附選擇性。
　?。?）測(cè)定了模擬混合氣中樣品的CO2動(dòng)態(tài)吸附性能和循環(huán)使用性，并計(jì)算了變壓吸附的最優(yōu)壓力?；旌蠚饬髁枯^低時(shí)，傳質(zhì)過(guò)程由氣膜傳質(zhì)控制，隨著混合氣流量增大，控制步驟逐漸變?yōu)轭w粒內(nèi)擴(kuò)散傳質(zhì)。在本試驗(yàn)條件下，混合氣流量為100ml/min時(shí)，隨著壓力的增大樣品的吸附量持續(xù)增加；300ml/min時(shí)，0.5MPa是較為適

4、宜的操作壓力；500ml/min時(shí)，操作壓力為0.4MPa吸附量達(dá)到最大值。嫁接法制備的樣品的循環(huán)使用性能要優(yōu)于浸漬法。
　?。?）運(yùn)用建立的模型對(duì)樣品吸附CO2的動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了分析?？瞻谆钚蕴緼C-1和固載樣品GPH-3、IPH-1的軸向彌散系數(shù)DL僅顯示出微小的差別，且隨著流量增大而減小，隨壓力增大而增大，受樣品自身性質(zhì)的影響較小。孔擴(kuò)散系數(shù)D由樣品自身性質(zhì)和壓力共同決定，低流量下三個(gè)樣品的D十分接近，顆粒內(nèi)擴(kuò)散傳質(zhì)阻力的影