金属氧化物耦合含吡咯氮生物质炭吸附CO_(2)的机理研究

本研究采用密度泛函理论,研究含吡咯氮生物质炭(CN5)及其耦合不同金属氧化物(ZnO、CaO、Na_(2)O)对CO_(2)吸附特性的影响机理。计算CO_(2)在不同金属氧化物耦合含吡咯氮生物质炭(CN5@MOx∶CN5@ZnO、CaO、Na_(2)O)上的吸附量,并结合吸附热对吸附量差异进行分析,发现CO_(2)在CN5@Na_(2)O表面发生多层吸附,相较于CN5@ZnO及CN5@CaO,CO_(2)在CN5@Na_(2)O上吸附热与吸附量均较高,100 kPa、20℃时达到6.11 mmol/g,相互作用更强,更有利于吸附。进一步考察了CN5@MOx吸附能,计算结果表明,CN5@Na_(2)O对CO_(2)吸附能高于CN5@CaO和CN5@ZnO,与吸附量一致。然后对其开展电荷差分密度及态密度分析,电荷差分密度表明CN5@Na_(2)O吸附能高是由于Na_(2)O中Na参与吸附,与CO_(2)中O之间发生电荷转移,态密度分析结果表明CO_(2)在CN5@Na_(2)O表面吸附更稳定。