碱金属硝酸盐改性强化水滑石吸附二氧化碳性能的研究
发布时间：2023-10-21 16:38
温室效应一直受到人们的广泛关注,CO2作为主要的温室气体是重点碳捕集对象。为了减缓碳排放,整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)以及CO2吸附强化甲烷、甲醇等生物质水蒸汽转化技术相继被研发,这些工艺中都需要高效中温C02吸附材料,适宜吸附操作温度在473 K-673 K之间。水滑石一直被认为是潜在的中温CO2吸附剂,但现有的水滑石CO2吸附能力偏低,还不能满足工业要求。本文通过碱金属硝酸盐浸渍强化水滑石吸附CO2能力,研究内容及主要结论如下:首先分别使用NaNO3、KNO3、Na/KNO3对现有的水滑石材料(商业品牌号MG60,镁铝比约为2)进行改性,考察硝酸盐浸渍量、吸附/脱附温度对材料吸附CO2性能的影响,确定最优操作条件。Na/KN03为1:1摩尔比例配置的硝酸混盐,具有较低的熔点(493K),熔盐浸渍的水滑石材料能够减少颗粒内扩散传质阻力,提高CO2吸附解吸速率,Na/KNO3-MG60在473 K时吸附量可达1.19 mmol·g-1,是MG60吸附量的二倍以上。其次基于低镁铝比水滑石硝酸盐浸渍改性研究,本文进一步探讨高镁铝比水滑石硝酸盐浸渍改性。首先采用共沉淀和沉淀产品乙醇...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 研究背景与文献综述
1.1 研究背景
1.1.1 碳减排重要性
1.1.2 碳捕集技术及存在问题
1.2 吸附材料研究进展
1.2.1 低温吸附剂
1.2.2 中温吸附剂
1.2.3 高温吸附剂
1.3 水滑石吸附材料研究现状
1.3.1 水滑石基本性能
1.3.2 改变材料物性增强HTlcs材料吸附性能
1.3.3 浸渍碱金属盐增强HTlcs材料吸附性能
1.4 研究内容
第2章 碱金属硝酸盐改性强化低Mg/Al比水滑石吸附CO2性能
2.1 碱金属硝酸盐改性水滑石材料制备
2.1.1 水滑石原材料
2.1.2 试剂与仪器
2.1.3 碱金属硝酸盐浸渍改性水滑石方法与步骤
2.2 碱金属硝酸盐改性水滑石材料结构表征与分析
2.2.1 XRD和SEM表征
2.2.2 TG-DSC分析
2.2.3 比表面积表征
2.3 碱金属硝酸盐改性水滑石吸附CO2性能
2.3.1 硝酸钾/硝酸钠及其混盐改性水滑石吸附CO2性能比较
2.3.2 碱金属硝酸混盐浸渍量对改性水滑石吸附CO2性能影响
2.3.3 碱金属硝酸混盐改性水滑石吸附CO2的最佳操作温度
2.3.4 气体中CO2含量对改性水滑石吸附CO2性能影响
2.4 碱金属硝酸混盐改性水滑石的CO2解吸性能
2.5 碱金属硝酸混盐改性水滑石循环吸附解吸CO2性能评估
2.6 本章小结
第3章 碱金属硝酸盐改性强化高Mg/Al比水滑石吸附CO2性能
3.1 高Mg/Al比水滑石制备和碱金属硝酸混盐浸渍改性
3.1.1 试剂与仪器
3.1.2 共沉淀法合成高Mg/Al比水滑石材料
3.1.3 碱金属硝酸混盐浸渍改性合成的水滑石材料
3.2 碱金属硝酸混盐改性水滑石材料结构表征与分析
3.2.1 XRD和SEM表征
3.2.2 热重分析
3.3 合成与混盐浸渍时采用有机溶剂对改性水滑石材料吸附CO2性能影响
3.4 合成材料Mg/Al比对碱金属硝酸混盐改性水滑石吸附CO2性能的影响
3.4.1 合成材料Mg/Al比为3时碱金属硝酸混盐改性后CO2吸附性能
3.4.2 合成材料Mg/Al比为10时碱金属硝酸混盐改性后CO2吸附性能
3.4.3 合成材料Mg/Al比为20时碱金属硝酸混盐改性后CO2吸附性能
3.5 碱金属硝酸混盐改性水滑石的CO2解吸性能
3.6 碱金属硝酸混盐改性水滑石循环吸附解吸CO2性能研究
3.7 本章小结
第4章 碱金属硝酸盐和碳酸盐改性强化水滑石吸附CO2性能比较及其机理分析
4.1 K2CO3浸渍水滑石材料制备
4.1.1 试剂与仪器
4.1.2 K2CO3浸渍水滑石材料方法
4.2 Na/KNO3与K2CO3对低Mg/Al比水滑石改性后CO2吸附性能比较
4.2.1 两种盐改性水滑石材料结构特征表征
4.2.2 两种盐改性水滑石材料吸附CO2性能及最佳操作温度比较
4.2.3 两种盐改性水滑石材料CO2解吸性能比较
4.2.4 两种盐改性材料循环性能比较
4.3 Na/KNO3与K2CO3对高Mg/Al比水滑石改性后CO2吸附性能比较
4.3.1 合成材料Mg/Al比为3时两种盐改性后CO2吸附性能比较
4.3.2 合成材料Mg/Al比为10时两种盐改性后CO2吸附性能比较
4.3.3 合成材料Mg/Al比为20时两种盐改性后CO2吸附性能比较
4.4 Raman和IR对Na/KNO3与K2CO3浸渍强化水滑石吸附CO2机理分析
4.4.1 测量条件
4.4.2 水滑石材料Raman表征
4.4.3 碱金属硝酸混盐强化水滑石材料吸附CO2机理分析
4.4.4 碱金属碳酸盐强化水滑石材料吸附CO2机理分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 存在不足与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文成果
致谢
本文编号：3856217
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 研究背景与文献综述
1.1 研究背景
1.1.1 碳减排重要性
1.1.2 碳捕集技术及存在问题
1.2 吸附材料研究进展
1.2.1 低温吸附剂
1.2.2 中温吸附剂
1.2.3 高温吸附剂
1.3 水滑石吸附材料研究现状
1.3.1 水滑石基本性能
1.3.2 改变材料物性增强HTlcs材料吸附性能
1.3.3 浸渍碱金属盐增强HTlcs材料吸附性能
1.4 研究内容
第2章 碱金属硝酸盐改性强化低Mg/Al比水滑石吸附CO2性能
2.1 碱金属硝酸盐改性水滑石材料制备
2.1.1 水滑石原材料
2.1.2 试剂与仪器
2.1.3 碱金属硝酸盐浸渍改性水滑石方法与步骤
2.2 碱金属硝酸盐改性水滑石材料结构表征与分析
2.2.1 XRD和SEM表征
2.2.2 TG-DSC分析
2.2.3 比表面积表征
2.3 碱金属硝酸盐改性水滑石吸附CO2性能
2.3.1 硝酸钾/硝酸钠及其混盐改性水滑石吸附CO2性能比较
2.3.2 碱金属硝酸混盐浸渍量对改性水滑石吸附CO2性能影响
2.3.3 碱金属硝酸混盐改性水滑石吸附CO2的最佳操作温度
2.3.4 气体中CO2含量对改性水滑石吸附CO2性能影响
2.4 碱金属硝酸混盐改性水滑石的CO2解吸性能
2.5 碱金属硝酸混盐改性水滑石循环吸附解吸CO2性能评估
2.6 本章小结
第3章 碱金属硝酸盐改性强化高Mg/Al比水滑石吸附CO2性能
3.1 高Mg/Al比水滑石制备和碱金属硝酸混盐浸渍改性
3.1.1 试剂与仪器
3.1.2 共沉淀法合成高Mg/Al比水滑石材料
3.1.3 碱金属硝酸混盐浸渍改性合成的水滑石材料
3.2 碱金属硝酸混盐改性水滑石材料结构表征与分析
3.2.1 XRD和SEM表征
3.2.2 热重分析
3.3 合成与混盐浸渍时采用有机溶剂对改性水滑石材料吸附CO2性能影响
3.4 合成材料Mg/Al比对碱金属硝酸混盐改性水滑石吸附CO2性能的影响
3.4.1 合成材料Mg/Al比为3时碱金属硝酸混盐改性后CO2吸附性能
3.4.2 合成材料Mg/Al比为10时碱金属硝酸混盐改性后CO2吸附性能
3.4.3 合成材料Mg/Al比为20时碱金属硝酸混盐改性后CO2吸附性能
3.5 碱金属硝酸混盐改性水滑石的CO2解吸性能
3.6 碱金属硝酸混盐改性水滑石循环吸附解吸CO2性能研究
3.7 本章小结
第4章 碱金属硝酸盐和碳酸盐改性强化水滑石吸附CO2性能比较及其机理分析
4.1 K2CO3浸渍水滑石材料制备
4.1.1 试剂与仪器
4.1.2 K2CO3浸渍水滑石材料方法
4.2 Na/KNO3与K2CO3对低Mg/Al比水滑石改性后CO2吸附性能比较
4.2.1 两种盐改性水滑石材料结构特征表征
4.2.2 两种盐改性水滑石材料吸附CO2性能及最佳操作温度比较
4.2.3 两种盐改性水滑石材料CO2解吸性能比较
4.2.4 两种盐改性材料循环性能比较
4.3 Na/KNO3与K2CO3对高Mg/Al比水滑石改性后CO2吸附性能比较
4.3.1 合成材料Mg/Al比为3时两种盐改性后CO2吸附性能比较
4.3.2 合成材料Mg/Al比为10时两种盐改性后CO2吸附性能比较
4.3.3 合成材料Mg/Al比为20时两种盐改性后CO2吸附性能比较
4.4 Raman和IR对Na/KNO3与K2CO3浸渍强化水滑石吸附CO2机理分析
4.4.1 测量条件
4.4.2 水滑石材料Raman表征
4.4.3 碱金属硝酸混盐强化水滑石材料吸附CO2机理分析
4.4.4 碱金属碳酸盐强化水滑石材料吸附CO2机理分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 存在不足与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文成果
致谢
本文编号：3856217
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