介孔MCM-41结构调控及其氨功能化对CO 2 吸附性能影响的研究

发布时间：2022-08-13 13:21

　　人类活动导致的温室效应正不断威胁着人类的生存环境,其中化石燃料的燃烧是主要的CO2排放源,约占全球总排放量的30%-40%。为了有效地控制大气中CO2的浓度,国际能源署针对燃煤电厂中CO2的捕集提出了碳捕集和封存技术（CCS）,目前这项技术的关键在于寻找高效的CO2吸附剂,介孔硅材料由于比表面积高、孔容孔径可调和稳定性高而成为广泛研究的CO2吸附剂。本文选用介孔硅MCM-41为研究对象,首先对MCM-41的制备条件进行了探索,采用X-射线衍射（XRD）、傅里叶红外（FT-IR）以及氮气吸附脱附分析了不同氨水添加量下的制备的MCM-41的结构性能,拟获得最优吸附量下的MCM-41的制备条件;为了进一步提高MCM-41的吸附性能,采用了两种氨功能化方法（接枝法和浸渍法）将有机胺负载到材料表面或孔道中,并从吸附性能和稳定性方面系统对比了两种方法的优缺点;同时,本文首次通过控制煅烧温度获得不同表面活性剂含量的MCM-41,证实了表面活性剂对MCM-41吸附性能的促进,采用菲克扩散模型计算了氨功能MCM-41中CO2的扩散系数,获得了表面活性剂对氨功能MCM-41捕集CO2的促进机理。围绕该研究... 

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 CO_2捕集方法及其研究现状
        1.2.1 胺洗涤法
        1.2.2 膜分离法
        1.2.3 吸附法
    1.3 介孔硅材料捕集CO_2研究现状
        1.3.1 介孔硅材料的制备及其结构调控
        1.3.2 介孔硅材料的氨功能化
        1.3.3 表面活性剂对氨功能介孔硅材料CO_2吸附性能的影响
    1.4 本文研究意义及内容
2 氨水添加量对MCM-41结构及吸附量的影响
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂及仪器
        2.2.2 材料制备
        2.2.3 材料表征方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 X-射线衍射表征
        2.3.2 傅里叶红外(FT-IR)表征
        2.3.3 氮气吸附脱附表征分析
        2.3.4 CO_2吸附数据分析
    2.4 本章小结
3 MCM-41的两种氨功能化方法对比
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料及其制备
        3.2.2 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 XRD表征
        3.3.2 FT-IR图谱
        3.3.3 TGA热失重测试
        3.3.4 SEM分析
        3.3.5 氮气吸附脱附表征
    3.4 吸附性能
        3.4.1 吸附量
        3.4.2 吸附速率
    3.5 吸附动力学
    3.6 氨功能MCM-41的CO_2吸附-解吸循环稳定性
    3.7 本章小结
4 表面活性剂对氨功能MCM-41的CO_2吸附性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料制备及CO_2吸附
        4.2.2 表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 煅烧温度对介孔MCM-41结构性能的影响
        4.3.2 CO_2吸附性能
        4.3.3 扩散动力学拟合
    4.4 本章小结
5 全文结论
参考文献
致谢
附录A
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3677109