氨基功能化SBA-16對(duì)CO2的吸附.pdf

1、隨著溫室效應(yīng)的日益凸顯,溫室氣體CO2的捕集和分離引起了全球性的關(guān)注。煙道氣是工業(yè)生產(chǎn)中CO2的主要排放源,對(duì)煙道氣中的CO2進(jìn)行捕集和分離是促進(jìn)CO2減排的一項(xiàng)重要環(huán)保任務(wù)。采用改性后的介孔分子篩對(duì)CO2進(jìn)行分離和捕集是國內(nèi)外一個(gè)熱門的研究方向。本文選用新型介孔分子篩SBA-16為載體,分別采用嫁接法和浸漬法對(duì)其進(jìn)行改性,形成功能化的介孔材料用于CO2的吸附。利用X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、氮?dú)馕锢砦矫摳胶蜔嶂胤治?T

2、GA)、紅外分析(FT-IR)、元素分析等方法對(duì)樣品進(jìn)行了表征。通過熱重分析(DSC-TGA)和動(dòng)態(tài)吸附法對(duì)改性SBA-16的吸附性能進(jìn)行研究。主要研究結(jié)論如下:
　　 1.將焙燒去除模板劑后的SBA-16原樣進(jìn)行水煮,使得介孔分子篩表面脫水縮合的Si-O-Si鍵水解生成Si-OH,增加了活性嫁接位。將載體SBA-16嫁接上2-氨乙基-3-氨丙基.三甲氧基硅烷(AEAPS)后,改性后樣品的比表面積、孔容、平均孔徑減小,且水化改性

3、后樣品(Hydrolyzed-N)的氨基嫁接率和CO2吸附容量均較SBA-16原樣改性后樣品(Calcined-N)高。經(jīng)過嫁接改性后,載體SBA-16表面負(fù)載的氨基活性基團(tuán)有利于提高樣品的疏水性能,且樣品硅烷化程度的大小決定樣品疏水性的強(qiáng)弱。水化改性后樣品Hydrolyzed-N的CO2吸附容量為0.727mmol·g-1(60℃),是SBA-16載體吸附量的18倍,吸附容量大大增加。改性后樣品對(duì)CO2的吸附晗變可以高達(dá)70kJ·mo

4、l-1左右,證明改性后樣品對(duì)CO2的吸附主要是通過氨基基團(tuán)與CO2的化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)行的。
　　 2.浸漬四乙烯五胺(TEPA)后的SBA-16仍然保持有序的孔道結(jié)構(gòu),但樣品的孔道有序度降低,比表面積、孔容、平均孔徑減小。改性后樣品對(duì)CO2的飽和吸附容量和穿透吸附容量隨著TEPA浸漬量的增加而增加。60℃時(shí),30％TEPA浸漬量的樣品的穿透吸附容量和飽和吸附容量分別為0.625mmol·g-1和0.973mmol·g-1。在60～8