介孔分子篩MCM-41吸附CO2研究.pdf

1、PEI作為具有豐富的氨基的長鏈高聚合物是性能良好的CO2吸附劑。但是單獨使用其進行CO2氣體吸附有許多的缺點和不足。比如起活吸附溫度較高、只能在低溫進行吸附并且吸附量較少。選擇MCM-41作為吸附劑載體可以很好改進這些缺點。本文首先研究了PEI負載在MCM-41上進行CO2吸附的工藝條件的探索，探討了不同負載量、不同溫度以及CO2氣速（氣體分壓）對吸附量的影響。吸附劑隨著溫度的增加，吸附量先增大后減小，在100攝氏度左右達到最大。而隨著

2、負載量的增加，氣體吸附量也是逐漸增加。當負載量超過50％的時候，單位質(zhì)量PEI的吸附量減少?？梢钥闯鯩CM-41與PEI之間的協(xié)同作用在低負載量時并不明顯，當負載量在50%的時候協(xié)同作用最明顯，PEI單位吸附量最大。而當負載量超過50%的時候PEI就會逐漸堵塞在孔道口處，使CO2不能進入孔道內(nèi)部，造成PEI分散度和利用率的下降。所以，本文制備的吸附劑吸附CO2的工藝條件為在100攝氏度下，負載50%PEI進行氣體吸附。
　　MCM

3、-41介孔分子篩具有較高的水熱穩(wěn)定性及單一的孔道結(jié)構(gòu)，而且具有較大的比表面積。通過不同方法合成的MCM-41可以具有不同的比表面積、孔徑孔容和骨架結(jié)構(gòu)等。這些不同孔道參數(shù)會對PEI的負載分散以及對CO2的吸附量產(chǎn)生影響。本文利用XRD，高倍透射電鏡，N2等溫吸附/脫附等方法對分子篩進行表征，測定和研究了不同的制備條件對MCM-41內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成的影響。然后使用熱重方法分析了吸附劑樣品的CO2吸附性能。之后研究了MCM-41孔道內(nèi)部的介孔結(jié)

4、構(gòu)對CO2吸附性能的影響。結(jié)果表明，同時具有大的比表面和孔容的介孔分子篩更有利于PEI的負載和分散。使用硫酸進行酸堿調(diào)節(jié)制備成的介孔分子篩MCM-41具有1131m2g-1比表面積和0.926cm3g-1的MCM-41樣品負載了50%PEI，可達到了269.3mg/g-PEI的高吸附量。比同等溫度下純PEI的吸附量提高了2.4倍。
　　分子篩原粉由于內(nèi)部有模板劑所形成的膠束的存在，孔道內(nèi)部被膠束分割成許多的亞納米空間的分級結(jié)構(gòu)。利

5、用孔道內(nèi)部的分級結(jié)構(gòu)可以提高有機胺的分散度，提高CO2的吸附量。本文研究了通過使用化學(xué)萃取方法部分脫除模板劑，負載PEI制備固體吸附劑。用XRD、FT-IR、TEM、BET和TG對吸附劑進行表征，研究了模板劑所形成的分級結(jié)構(gòu)對PEI分散度和CO2吸附量的影響。MCM-41原粉負載50%PEI得到的CO2吸附量比MCM-41煅燒后負載50%PEI樣品提高了12.6%，達到131mg/g-吸附劑。原粉負載50%PEI與MCM-41煅燒后負載