改性分子篩SBA-15對(duì)CO2的高壓吸附性能研究.pdf

1、CO2的大量排放造成的全球變暖給人類生存造成嚴(yán)重威脅。開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)、高效的燃煤煙氣CO2捕集技術(shù)是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模減排CO2的根本途徑。固體吸附法在氣體的吸收分離方面具備諸多優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合CO2的運(yùn)輸、存儲(chǔ)和利用等均需要在高壓下進(jìn)行的特點(diǎn)，研究固體吸附劑在高壓下對(duì)CO2的吸附性能，對(duì)于低成本CO2吸收/吸附劑的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用捕獲具有實(shí)際的參考意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首先應(yīng)用高壓氣體吸附儀研究了硅膠、MCM-41、13X、SBA-15四種常用固

2、體吸附劑對(duì)CO2的高壓吸附性能，考察了溫度、壓力、結(jié)構(gòu)性質(zhì)和吸附熱對(duì)吸附劑吸附量的影響。研究表明，高壓下四種吸附劑對(duì)CO2的吸附均屬于物理吸附，且隨著壓力增大吸附劑的吸附性能增強(qiáng)。吸附量的大小變化主要涉及到兩個(gè)階段，而不同階段影響吸附量的因素不同。四種固體吸附劑的高壓吸附實(shí)驗(yàn)表明，理想吸附劑的選擇需要從吸附量、對(duì)溫度的敏感性以及孔徑大小和分布等方面綜合考慮。
　　隨后，分別合成四種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的SBA-15固體吸附劑，考察了結(jié)構(gòu)參

3、數(shù)和固體吸附劑的高壓吸附等溫線的關(guān)系，初步研究了SBA-15負(fù)載30wt％PEI前后對(duì)CO2的高壓吸附情況。研究表明，SBA-15改性前后的高壓吸附量和孔徑、孔容呈一定的相關(guān)關(guān)系。對(duì)于同一吸附劑，在低壓段改性后的吸附量大于改性前的吸附量，且改性后的吸附量出現(xiàn)較為明顯的吸附拐點(diǎn)；在高壓段，改性后的吸附量小于改性前的吸附量。壓力和溫度的變化對(duì)改性后吸附劑吸附性能的影響比改性前的影響小。對(duì)SBA-15(c)進(jìn)行改性后對(duì)CO2的吸附和再生性能綜

4、合表現(xiàn)最佳，更適合在其基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行改性。
　　最后，對(duì)SBA-15(c)負(fù)載六種質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PEI后的吸附性能進(jìn)行了考察研究。分析了不同PEI負(fù)載量的吸附劑的結(jié)構(gòu)參數(shù)和PEI負(fù)載量的關(guān)系，比較了壓力、溫度以及PEI負(fù)載量對(duì)吸附劑的CO2吸附性能的影響。研究表明，在常壓下，吸附量較大時(shí)對(duì)應(yīng)吸附劑的溫度不完全相同，而在高壓下，吸附量較大時(shí)吸附劑對(duì)應(yīng)的溫度為30℃；在常壓下，不同溫度時(shí)，吸附量較大時(shí)對(duì)應(yīng)的吸附劑PEI負(fù)載量較大(SP40