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胺功能化沸石吸附剂载体的结构性质对CO_(2)吸附性能的影响
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作者 刘天祥 李蓉 +1 位作者 李晶莹 马晓迅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2840-2850,共11页
为了探究胺功能化沸石吸附剂载体的结构性质对其CO_(2)吸附性能的影响并进一步探索出低成本制备高效CO_(2)吸附剂的有效方法,采用不同的后处理方法对MCM–41沸石的孔道结构进行改造,并将四乙烯五胺(TEPA)负载在这些沸石上制备胺功能化... 为了探究胺功能化沸石吸附剂载体的结构性质对其CO_(2)吸附性能的影响并进一步探索出低成本制备高效CO_(2)吸附剂的有效方法,采用不同的后处理方法对MCM–41沸石的孔道结构进行改造,并将四乙烯五胺(TEPA)负载在这些沸石上制备胺功能化吸附剂。利用N_(2)吸脱附、扫描电镜、X射线衍射、红外光谱等方法对沸石载体进行表征,并利用热重分析仪(TGA)对吸附剂的吸附性能进行评价,系统研究了载体的结构性质、活性胺负载量以及吸附温度对CO_(2)吸附性能的影响,计算了吸附剂的吸附动力学和吸附活化能。最后,通过循环吸脱附实验评估了吸附剂的稳定性。结果表明,通过合理设计载体的结构,可以有效提升基于不同吸附原理的吸附剂的CO_(2)吸附性能。微孔沸石对物理吸附过程更有利,而具有宽孔径分布的多级介孔沸石则比微孔沸石在负载TEPA后表现出更好的化学吸附性能。在80℃和15%(体积分数)CO_(2)条件下,经结构改造并负载TEPA的吸附剂(M–N−T60)的最大吸附容量达到4.04 mmol/g。10次吸脱附循环后,其吸附容量仅下降8.4%,表现出良好的循环稳定性能,这表明M–N−T60为一种有望应用于烟气中CO_(2)捕集的吸附材料。 展开更多
关键词 co_(2)捕集 胺功能化吸附剂 MCM–41沸石 后处理改性 循环稳定性
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熔盐改性氧化镁吸附剂制备及固定床低浓度CO_(2)吸附捕集
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作者 邱宇烜 李平 +1 位作者 邵历强 苗垚 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期319-327,共9页
针对吸附法捕集烟道气CO_(2)成本和能耗较高问题,研究采用六水氯化镁和碳酸氢钠通过沉淀法制备碱式碳酸镁并煅烧制得氧化镁粉体,再通过硝酸钠和碳酸钠浸渍改性并成型为(Na NO_(3))_(0.1)-Mg O和(Na NO_(3))_(0.1)(Na_(2)CO_(3))_(0.05)-... 针对吸附法捕集烟道气CO_(2)成本和能耗较高问题,研究采用六水氯化镁和碳酸氢钠通过沉淀法制备碱式碳酸镁并煅烧制得氧化镁粉体,再通过硝酸钠和碳酸钠浸渍改性并成型为(Na NO_(3))_(0.1)-Mg O和(Na NO_(3))_(0.1)(Na_(2)CO_(3))_(0.05)-Mg O颗粒状吸附剂。采用X射线衍射等表征手段对两种吸附剂颗粒微观结构进行分析,并结合热重实验评估了CO_(2)吸附/解吸动力学和循环稳定性。进行了硝酸钠/碳酸钠改性氧化镁吸附剂颗粒填充床低浓度CO_(2)气体的吸附解吸实验研究,分析了氧化镁表面负载的硝酸盐和碳酸盐对低浓度CO_(2)条件下捕集的强化作用。结果表明,在300℃左右,硝酸钠能够在氧化镁表面形成熔盐层,显著强化了CO_(2)吸附性能;硝酸钠熔盐层内存在CO_(2)扩散阻力,需要一定的CO_(2)分压作为通过熔盐层所需的传质推动力,进而降低了低浓度CO_(2)吸附量;碳酸钠的添加可降低CO_(2)通过熔盐层所需的传质推动力,提高低浓度CO_(2)吸附量。 展开更多
关键词 co_(2)吸附 氧化镁吸附剂 固定床 co_(2)捕集 熔盐改性氧化镁吸附剂
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Al_(2)O_(3)掺杂CaO吸附剂长周期CO_(2)捕集性能研究
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作者 吴爽 刘瑞 +2 位作者 丁巍巍 薛原 王鑫 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第5期81-87,共7页
CaO是一种高效廉价的CO_(2)吸附剂,但其在循环使用过程中易烧结,导致其捕集CO_(2)的能力大幅衰减,无法长周期循环应用。以半惰性Al_(2)O_(3)掺杂CaO制备钙铝复合吸附剂,采用热重吸/脱附的方法研究了复合吸附剂的捕集性能及循环稳定性,... CaO是一种高效廉价的CO_(2)吸附剂,但其在循环使用过程中易烧结,导致其捕集CO_(2)的能力大幅衰减,无法长周期循环应用。以半惰性Al_(2)O_(3)掺杂CaO制备钙铝复合吸附剂,采用热重吸/脱附的方法研究了复合吸附剂的捕集性能及循环稳定性,并采用室温空气再生方法深入研究了钙铝复合吸附剂的再生性能,建立了再生性能与循环次数的关系。结果表明,因惰性骨架物相Ca3Al2O6的建立与微观纳米结构的形成,Al_(2)O_(3)的掺杂使钙铝复合吸附剂的捕集性能、循环稳定性和再生性能均大大优于纯CaO吸附剂。经100次循环后,钙铝复合吸附剂的CO_(2)吸附容量和碳酸化转化率在n(Ca):n(Al)=10:1时分别可达0.23 g/g和34.0%,在n(Ca):n(Al)=10:2时分别保持在0.19 g/g和32.8%,但n(Ca):n(Al)不宜超过10:2。进一步通过吸附剂的失活数学模型验证发现CaO吸附剂的烧结是不可逆的,Al_(2)O_(3)的掺杂可抑制CaO吸附剂的烧结,同时保持钙铝复合吸附剂的再生活性。经两次空气再生的钙铝复合吸附剂(n(Ca):n(Al)=10:2)的碳酸化转化率基本保持不变,100次循环后仍为32.7%。 展开更多
关键词 CaO吸附剂 Al_(2)O_(3)掺杂 co_(2)捕集 室温空气再生 长周期循环捕集
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含膦多孔有机聚合物负载氧化镁的制备及其CO_(2)吸附性能
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作者 田甜 张学奇 +3 位作者 王玉清 于戈文 丁健 赫文秀 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期146-156,共11页
MgO吸附剂因其成本低廉、来源广泛、再生能耗低等优势在CO_(2)吸附领域应用广泛,但比表面积低限制了其吸附性能。以高表面积、多级孔结构的含膦多孔有机聚合物POL-PPH_(3)为载体,采用浸渍煅烧法和超声煅烧法制备得到POL-PPH_(3)负载的Mg... MgO吸附剂因其成本低廉、来源广泛、再生能耗低等优势在CO_(2)吸附领域应用广泛,但比表面积低限制了其吸附性能。以高表面积、多级孔结构的含膦多孔有机聚合物POL-PPH_(3)为载体,采用浸渍煅烧法和超声煅烧法制备得到POL-PPH_(3)负载的MgO吸附剂(MgO/POL-PPH_(3)),用于CO_(2)捕集。探究制备方法、煅烧温度、煅烧时间等制备条件对MgO/POL-PPH_(3)吸附剂上CO_(2)吸附性能的影响。研究发现,浸渍煅烧法优于超声煅烧法,且随着煅烧温度和煅烧时间增加,MgO/POL-PPH_(3)样品上CO_(2)吸附容量逐渐降低。采用浸渍煅烧法,煅烧温度300℃,煅烧时间1 h时,MgO/POL-PPH_(3)-300-1吸附剂上获得最优CO_(2)吸附量,达0.55 mmol/g。在组成为12%CO_(2),其余为氮气的模拟烟道气中,MgO/POL-PPH_(3)-300-1吸附剂上CO_(2)吸附容量达0.02 mmol/g,200℃吸附60 min,370℃脱附15 min条件下,该吸附剂稳定循环使用5次后,CO_(2)吸附容量仍保持不变。结合N 2物理吸附、热重、FT-IR、XRD、SEM-EDX等表征手段,阐明MgO/POL-PPH_(3)吸附剂上吸附CO_(2)的构效关系。动力学模型分析表明采用浸渍煅烧法不同煅烧温度下获得的3种吸附剂上CO_(2)吸附以物理吸附为主,而不同煅烧时间下获得的3种吸附剂包括MgO/POL-PPH_(3)-300-1吸附剂上CO_(2)吸附行为以化学吸附为主。高比表面积及多级孔道结构有利于暴露更多的活性位点及CO_(2)传输与扩散,进而增大MgO/POL-PPH_(3)吸附剂的CO_(2)吸附容量。MgO在载体上高度分散也有利于增强与CO_(2)的接触,以加快CO_(2)吸附速率。 展开更多
关键词 含膦多孔有机聚合物 MgO吸附剂 co_(2)捕集 co_(2)吸附动力学
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SO_(2)对K2CO_(3)吸附CO_(2)性能影响的实验及DFT机理研究
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作者 郭百合 李艳红 +3 位作者 张靖超 王彦霖 乔晓磊 金燕 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期659-669,I0019,共12页
电站锅炉的尾气在脱硫后含有微量的SO_(2),导致CO_(2)吸附剂性能变差。根据电厂烟气的组分,采用模拟烟气在实验室条件下对K2CO_(3)吸附剂的CO_(2)吸附性能及SO_(2)对CO_(2)吸附的影响进行实验研究。结合XRD分析,利用密度泛函理论(densit... 电站锅炉的尾气在脱硫后含有微量的SO_(2),导致CO_(2)吸附剂性能变差。根据电厂烟气的组分,采用模拟烟气在实验室条件下对K2CO_(3)吸附剂的CO_(2)吸附性能及SO_(2)对CO_(2)吸附的影响进行实验研究。结合XRD分析,利用密度泛函理论(density functional theory,DFT)对SO_(2)在K2CO_(3)吸附剂上的影响及CO_(2)吸附机理进行理论研究。结果表明,受SO_(2)分子S原子活跃的s轨道影响,S的p轨道及O原子活性均增强,与K2CO_(3)表面O原子价带顶能带简并,SO_(2)被优先吸附在K2CO_(3)表面的O顶位,并将CO_(2)推离吸附剂表面,导致吸附剂活性位点虽有空余却无法吸附CO_(2)。在实验中表现为:模拟烟气中CO_(2)体积浓度为10%时,气氛中体积浓度为0.007%的SO_(2)会使吸附剂的吸附量由1.65 mmol/g降低至1.01 mmol/g。提出CO_(2)与H2O在K2CO_(3)(001)表面的吸附机理,理论计算的反应活化能为40.7 kJ/mol,反应热为-54.9 kJ/mol。 展开更多
关键词 K2co_(3)吸附剂 co_(2)捕集 SO_(2)影响 密度泛函理论 机理研究
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碳捕集固体胺吸附剂载体性能优化策略及分析
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作者 李亮荣 艾盛 +4 位作者 杨小喆 张亮东 杨青青 温钱钱 饶泽昌 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1414-1423,共10页
碳捕集是“双碳”下推动化石能源低碳应用的有效途径,固体胺吸附剂是实现碳捕集、利用与封存的重要手段。其中,载体改性和胺种类优化是固体胺吸附剂的研究热点。该文综述和评论了国内外固体胺吸附剂优化的作用机制、技术难点和碳捕集效... 碳捕集是“双碳”下推动化石能源低碳应用的有效途径,固体胺吸附剂是实现碳捕集、利用与封存的重要手段。其中,载体改性和胺种类优化是固体胺吸附剂的研究热点。该文综述和评论了国内外固体胺吸附剂优化的作用机制、技术难点和碳捕集效果等,重点阐述并比较了硅基、多孔碳和有机框架载体优化策略在改善CO_(2)选择性、吸附容量和稳定性等方面的作用,展望了固体胺吸附剂未来在高效稳定捕集CO_(2)、生物质吸附和碳利用与封存等方面的应用前景。 展开更多
关键词 碳减排 co_(2)捕集 固体吸附剂 多孔载体 废弃生物质
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固废基硫掺杂多孔炭材料制备及其对CO_(2)吸附性能研究进展
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作者 王宝凤 王术高 程芳琴 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期395-411,共17页
含碳固废来源广、产量大,其大量堆存严重制约了环境可持续发展,因此含碳固废资源化利用意义重大。利用含碳固废制备多孔炭材料是其清洁高效利用的重要方式之一。对多孔炭进行硫原子掺杂不仅可使材料表面的亲水性得到改善,还可以改变材... 含碳固废来源广、产量大,其大量堆存严重制约了环境可持续发展,因此含碳固废资源化利用意义重大。利用含碳固废制备多孔炭材料是其清洁高效利用的重要方式之一。对多孔炭进行硫原子掺杂不仅可使材料表面的亲水性得到改善,还可以改变材料表面的化学异质性,生成有利于CO_(2)捕集的活性位点,强化材料对CO_(2)分子的吸附作用,从而提高其CO_(2)吸附容量。简述了固废基硫掺杂多孔炭材料的制备方法,总结了硫掺杂多孔炭材料用于CO_(2)吸附的最新研究进展,并对硫掺杂多孔炭材料未来发展趋势及其在CO_(2)吸附领域的工业化应用进行了展望。 展开更多
关键词 废物处理 含碳固废 硫掺杂多孔炭 吸附剂 co_(2)捕集
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CO_2固体吸附剂研究述评 被引量:2
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作者 陈志军 尹甲兴 +3 位作者 朱海燕 王雪兆 杨清香 魏永豪 《郑州轻工业学院学报(自然科学版)》 CAS 2011年第5期107-111,共5页
由于介孔材料具有比表面积大和空隙较多等优点,被广泛地应用于对空气中或工业废气中的CO2的吸附.活性炭、沸石、硅胶等传统的吸附剂具有制备方法简单、制造工艺成熟、成本低廉等优点,是吸附空气中CO2的首选材料,但较强的吸湿性使其不能... 由于介孔材料具有比表面积大和空隙较多等优点,被广泛地应用于对空气中或工业废气中的CO2的吸附.活性炭、沸石、硅胶等传统的吸附剂具有制备方法简单、制造工艺成熟、成本低廉等优点,是吸附空气中CO2的首选材料,但较强的吸湿性使其不能用于高湿度的吸附环境等,而通过对传统的介孔材料进行表面改性,接枝胺类等碱性物质,将单纯的物理吸附转变为物理吸附和化学吸附共同作用的吸附方式,在改善吸附剂适应环境能力的同时也能增加吸附量.开发具有最佳结构且物理及化学性能稳定的功能复合吸附剂将是该领域的研究热点和主要方向. 展开更多
关键词 co2 固体吸附剂 介孔材料
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SO_(2)对掺杂KMnO_(4)的K_(2)CO_(3)/Al_(2)O_(3)吸附剂脱碳性能影响
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作者 张靖超 郭百合 +3 位作者 张佳栋 王彦霖 郑昕 金燕 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期230-236,共7页
针对SO_(2)对吸附剂CO_(2)吸附性能的影响,该文采用溶胶-凝胶法制备氧化铝气凝胶载体,浸渍法制备吸附剂,通过固定床实验系统进行N2低温吸附-脱附实验,研究了掺杂KMnO_(4)的K_(2)CO_(3)/Al_(2)O_(3)吸附剂CO_(2)吸附性能以及SO_(2)对吸... 针对SO_(2)对吸附剂CO_(2)吸附性能的影响,该文采用溶胶-凝胶法制备氧化铝气凝胶载体,浸渍法制备吸附剂,通过固定床实验系统进行N2低温吸附-脱附实验,研究了掺杂KMnO_(4)的K_(2)CO_(3)/Al_(2)O_(3)吸附剂CO_(2)吸附性能以及SO_(2)对吸附剂吸附性能的影响。利用Avrami模型计算吸附动力学,并结合吸附剂的孔隙和晶相结构变化分析吸附机理。结果表明:吸附实验最佳反应温度60℃,掺杂KMnO_(4)提高了K_(2)CO_(3)/Al_(2)O_(3)的CO_(2)吸附性能,吸附量提高0.13 mmol/g。在CO_(2)吸附实验中加入微量SO_(2),掺杂KMnO_(4)后会减小烟气中SO_(2)对CO_(2)吸附实验的影响,在200~320 mg/m^(3) SO_(2)浓度范围内,CO_(2)累积吸附量随SO_(2)浓度增加而减小,200 mg/m^(3)时吸附减少量最小,K_(2)CO_(3)/Al_(2)O_(3)吸附剂与KMnO_(4)/K_(2)CO_(3)/Al_(2)O_(3)吸附剂分别减少0.22 mmol/g和0.18 mmol/g。KMnO_(4)会与SO_(2)发生反应生成MnSO_(4)和K_(2)SO_(4),减少SO_(2)与活性组分K_(2)CO_(3)的反应,因此KMnO_(4)/K_(2)CO_(3)/Al_(2)O_(3)吸附剂具有一定的抗硫性。 展开更多
关键词 co_(2)吸附 掺杂吸附剂 抗SO_(2) 吸附动力学
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生物炭基固体胺材料的制备及CO_(2)吸附研究进展
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作者 沈君儒 赵世熙 +2 位作者 王磊明 黄亮 王强 《当代化工研究》 CAS 2023年第19期11-14,共4页
CO_(2)捕集、利用和封存被认为是实现“双碳”目标的兜底技术。在传统工业烟气CO_(2)捕集工艺中,第一代液胺吸收技术发展成熟,但存在再生能耗高等问题。本文围绕第二代生物炭基固体胺吸附法,对吸附剂的制备及改性进行了系统的总结分析,... CO_(2)捕集、利用和封存被认为是实现“双碳”目标的兜底技术。在传统工业烟气CO_(2)捕集工艺中,第一代液胺吸收技术发展成熟,但存在再生能耗高等问题。本文围绕第二代生物炭基固体胺吸附法,对吸附剂的制备及改性进行了系统的总结分析,着重介绍了生物炭的孔隙结构和表面化学性质与有机胺的作用规律及对合成固体胺CO_(2)吸附性能的影响。此外还展望了生物炭基固体胺在工业烟气CO_(2)捕集的应用前景,旨在为我国固体胺基CO_(2)吸附材料的开发提供助力。 展开更多
关键词 碳中和 生物炭 固体 co_(2)吸附 生物质
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改性多孔双金属CO_(2)吸附剂的制备及其性能研究
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作者 邓昇 安明泽 +1 位作者 邓国伟 夏明桂 《武汉纺织大学学报》 2023年第6期26-31,共6页
随着环保要求的日益提高,煤制烯烃下游的烯烃聚合反应对原料越来越高的要求,二氧化碳的脱除受到越来越多的关注。本文采用二乙烯三胺(DETA)作为沉淀剂制备多孔铝-镁双金属载体,并将Na2CO3作为活性组分通过物理浸渍法负载到多孔载体上,... 随着环保要求的日益提高,煤制烯烃下游的烯烃聚合反应对原料越来越高的要求,二氧化碳的脱除受到越来越多的关注。本文采用二乙烯三胺(DETA)作为沉淀剂制备多孔铝-镁双金属载体,并将Na2CO3作为活性组分通过物理浸渍法负载到多孔载体上,制备出改性多孔双金属CO_(2)吸附剂。控制相同的评价条件,在固定床微反应器上对双金属CO_(2)吸附剂进行性能评价,通过对比CO_(2)吸附剂的穿透容量、饱和吸附量以及累计吸附量的大小,确定了CO_(2)吸附剂的最佳金属配比。 展开更多
关键词 氧化铝 co_(2)吸附剂 双金属 多孔材料
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固体吸附剂捕集CO_(2)的研究进展 被引量:21
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作者 江涛 魏小娟 +1 位作者 王胜平 马新宾 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2022年第1期42-57,共16页
化石燃料的大规模使用造成了CO_(2)排放量逐年递增,其作为温室气体的主要成分加速了全球变暖及气候变化。CO_(2)的捕集、利用与存储(Carbon Capture,Utilization and Storage,简称CCUS)技术作为降低碳排放的有效方法,受到广泛关注。在... 化石燃料的大规模使用造成了CO_(2)排放量逐年递增,其作为温室气体的主要成分加速了全球变暖及气候变化。CO_(2)的捕集、利用与存储(Carbon Capture,Utilization and Storage,简称CCUS)技术作为降低碳排放的有效方法,受到广泛关注。在诸多减少CO_(2)排放量的方法中,吸附法分离脱除CO_(2)具备良好的应用前景。固体吸附材料具有操作温度广、不易腐蚀设备、循环使用过程中产生的废物较少且易于处理等优点,被认为是理想的CO_(2)捕集材料。综述了3种类型的CO_(2)固体吸附剂的研究进展,包括低温、中温和高温固体吸附剂,指出了其优点和局限性及强化CO_(2)吸附性能与循环稳定性的措施。通常来说高压对低温固体吸附剂更加有利,但此条件下其选择性较差,且气流中存在的水分会水解某些吸附剂中的配位键,并与CO_(2)产生竞争吸附,导致CO_(2)吸附性能下降。因此低温吸附剂的吸附能力、吸附选择性和水热稳定性是研究重点。中温固体吸附剂中,类水滑石材料面临的挑战在于其独特的氢键堆积结构限制了其吸附容量进一步提高,而MgO吸附剂由于缺少基础活性位点以及固有的高晶格焓同样导致其吸附性能与吸附动力学较差。故中温吸附剂需要优先解决其低吸附能力和低循环稳定性的问题。高温固体吸附剂中,Li_(4)SiO_(4)吸附剂相比于Li_(2)ZrO_(3)吸附剂具备更低的制备成本以及更高的吸附容量,但2者皆面临动力学限制问题。CaO基吸附剂由于其理论吸附容量高、适用范围广、成本低廉、无毒、具备快速的吸附动力学特性等优点受到广泛关注。而在CO_(2)吸附/脱附多循环过程中,钙基吸附剂由颗粒烧结引发的热失活以及颗粒磨损问题是限制其进一步发展的最大障碍。针对这些问题可采用高温预处理、水合作用、化学掺杂、酸改性等方式来提高其吸附性能与多循环稳定性。此外,造粒及规模化制备技术是提高其工业应用潜力需解决的瓶颈问题。 展开更多
关键词 co_(2)捕集 固体吸附剂 低温吸附 中温吸附 高温吸附 CaO基
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硅基固体胺吸附剂捕集空气中CO_(2)的研究进展 被引量:3
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作者 荣振洋 祁路明 +3 位作者 刘清 费兆阳 崔咪芬 乔旭 《石油化工高等学校学报》 CAS 2022年第4期1-9,共9页
人类活动导致的CO_(2)过量排放,是造成全球气候变暖的主要原因,因此亟需一种能够有效控制CO_(2)浓度增长的方法。直接空气捕获技术是目前唯一能够大规模实现碳排放负增长的技术。固体胺吸附剂,特别是硅载体固体胺吸附剂,因其具有高吸附... 人类活动导致的CO_(2)过量排放,是造成全球气候变暖的主要原因,因此亟需一种能够有效控制CO_(2)浓度增长的方法。直接空气捕获技术是目前唯一能够大规模实现碳排放负增长的技术。固体胺吸附剂,特别是硅载体固体胺吸附剂,因其具有高吸附能力、抗腐蚀、低能耗等优点,被广泛研究并用于环境空气中捕获CO_(2)。将硅基固体胺吸附剂按照负载方式进行分类,并归纳了不同硅基载体对吸附剂性能的影响;提出粉末状固体胺吸附剂在工业应用中遇到的难题,整理并分析了固体胺吸附剂当前的成型方法;指出了开发高吸附量、高稳定性的成型固体胺吸附剂是CO_(2)吸附剂工业化的未来趋势。 展开更多
关键词 co_(2)捕集 吸附剂 载体 有机胺 成型
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胺基CO_2固体吸附剂脱碳特性及SO_2的影响 被引量:1
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作者 张文静 吴烨 +4 位作者 蔡天意 刘道银 马吉亮 梁财 陈晓平 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1586-1594,共9页
燃煤电厂烟气中存在的微量SO_2对胺基CO_2固体吸附剂的碳酸化反应及循环特性有不利影响。利用固定床反应器,针对采用溶胶凝胶法制备的胺基CO_2固体吸附剂的碳酸化特性及其在含SO_2气氛下的失效规律进行了实验研究,并结合红外光谱、有机... 燃煤电厂烟气中存在的微量SO_2对胺基CO_2固体吸附剂的碳酸化反应及循环特性有不利影响。利用固定床反应器,针对采用溶胶凝胶法制备的胺基CO_2固体吸附剂的碳酸化特性及其在含SO_2气氛下的失效规律进行了实验研究,并结合红外光谱、有机元素分析、BET等测试手段,研究其失效机理。结果表明,所制备的胺基CO_2固体吸附剂在反应温度50℃时具有较好的碳酸化反应特性和循环特性。当反应气氛中存在SO_2时,由于生成了不可再生的亚硫酸/硫酸盐类物质而导致胺基活性位损失,孔隙结构发生变化,影响了吸附剂的脱碳性能,但适当提高反应温度可提高吸附剂的碳酸化反应竞争性。 展开更多
关键词 co2捕集 固体胺基吸附剂 溶胶凝胶法 失效 SO2
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固体吸附剂在CO_(2)捕集中的应用 被引量:3
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作者 罗金妮 于庆波 +2 位作者 韦梦祺 李佳利 杨贺续 《粘接》 CAS 2021年第5期46-49,共4页
大气中二氧化碳(CO_(2))浓度的升高引发温室效应,CO_(2)捕集是减缓温室效应的一种有效方式。固体吸附剂具有腐蚀性较弱、能耗较低等优势,对CO_(2)捕集效果较好。固体吸附剂的种类比较多,一般情况下可将其分为高温吸附剂和低温吸附剂,本... 大气中二氧化碳(CO_(2))浓度的升高引发温室效应,CO_(2)捕集是减缓温室效应的一种有效方式。固体吸附剂具有腐蚀性较弱、能耗较低等优势,对CO_(2)捕集效果较好。固体吸附剂的种类比较多,一般情况下可将其分为高温吸附剂和低温吸附剂,本文将主要对这两种类型的固体吸附剂进行应用分析。首先分析高温材料吸附剂中氧化钙吸附剂、钴酸锂和硅酸锂吸附剂,然后分析低温吸附剂中多孔材料吸附剂中的活性炭吸附剂和分子筛吸附剂。不同吸附剂对CO_(2)捕集的效果不同,为提高固体吸附剂的吸附效率和吸附量,需对固体吸附剂进行改性或者改善。 展开更多
关键词 固体吸附剂 co_(2)捕集 应用
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耦合固体氧化物电解槽的CO_(2)制甲醇过程设计与评价研究 被引量:1
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作者 李贵贤 曹阿波 +3 位作者 孟文亮 王东亮 杨勇 周怀荣 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期2999-3009,共11页
利用CO_(2)耦合可再生能源电解水制氢合成高能量密度甲醇产品,不仅可以降低CO_(2)的排放,而且可以提高间歇性和波动性的可再生能源的就地消纳能力。提出了一种耦合固体氧化物电解槽(SOEC)的CO_(2)制甲醇新工艺(SOEC-CO_(2)tM),该工艺包... 利用CO_(2)耦合可再生能源电解水制氢合成高能量密度甲醇产品,不仅可以降低CO_(2)的排放,而且可以提高间歇性和波动性的可再生能源的就地消纳能力。提出了一种耦合固体氧化物电解槽(SOEC)的CO_(2)制甲醇新工艺(SOEC-CO_(2)tM),该工艺包括SOEC制氢、烟气CO_(2)捕集和甲醇合成及精制单元。基于工艺全流程模拟数据,进行热集成设计与优化,采用能效、投资、生产成本等对新工艺进行技术经济评价,并与传统煤制甲醇工艺和绿氢耦合煤制甲醇工艺对比分析。结果表明:能量集成前,工艺能耗为420.05 MW,能量集成后,工艺能耗为254.88 MW,能耗降低了39.32%。SOEC-CO_(2)tM新工艺的能量利用效率为62.94%,与绿氢耦合煤制甲醇工艺能效相当,是传统煤制甲醇工艺的1.46倍。新工艺的单位甲醇总资本投资为2964.68 CNY/t,生产成本为3742 CNY/t,电价占生产成本的64.7%。未来随着可再生能源的大力发展,新工艺的经济性能将凸显优势。每年可以消纳200万吨CO_(2),可再生电力1245 MW。传统煤制甲醇工艺单位产品二氧化碳排放量为2.66 t/t。相比传统煤制甲醇工艺,新工艺在碳减排和可再生能源就地消纳方面具有明显的优势。 展开更多
关键词 固体氧化物电解槽 co_(2)制甲醇 能量集成 过程系统 技术-经济分析
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负载PO43-的离子交换树脂膜在烟气中变湿吸附CO_(2)的性能研究
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作者 王凯 李锋 +3 位作者 郑世强 成欣悦 朱亮亮 陈曦 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2023年第3期140-147,共8页
基于磷酸根(PO_(4)^(3−))在纳米界面上的可逆水解反应,负载PO_(4)^(3−)的纳米多孔材料能够实现低能耗变湿吸附空气中的CO_(2),但PO4变湿吸附剂在烟气中的CO_(2)捕集性能尚未有系统的实验研究。基于负载PO_(4)^(3−)的离子交换树脂膜,探究... 基于磷酸根(PO_(4)^(3−))在纳米界面上的可逆水解反应,负载PO_(4)^(3−)的纳米多孔材料能够实现低能耗变湿吸附空气中的CO_(2),但PO4变湿吸附剂在烟气中的CO_(2)捕集性能尚未有系统的实验研究。基于负载PO_(4)^(3−)的离子交换树脂膜,探究了PO_(4)^(3−)变湿吸附剂在不同进气CO_(2)浓度(体积分数,下同)、混合气体温度及混合气体流量下的CO_(2)吸附性能。结果表明,吸附环境中进气CO_(2)浓度和混合气体温度的提高,可以有效增加PO_(4)^(3−)变湿吸附剂的CO_(2)平衡吸附量。当吸附环境中的进气CO_(2)浓度从3.5%提高至15.0%时,PO_(4)^(3−)变湿吸附剂的CO_(2)平衡吸附量从0.22 mol/kg提高至0.33 mol/kg;吸附环境中的进气CO_(2)浓度一定时(5.0%),混合气体温度从10℃提高至50℃,PO_(4)^(3−)变湿吸附剂的CO_(2)平衡吸附量从0.19 mol/kg提高至0.25 mol/kg。此外,基于对微观尺度气体扩散和干燥吸附的相关机制的研究,发现随着入口处混合气体流量和混合气体温度的提高,可以有效缩短PO_(4)^(3−)变湿吸附剂的吸附饱和时间。当混合气体流量从5 L/min增大至20 L/min时,PO_(4)^(3−)变湿吸附剂的CO_(2)吸附饱和时间从135 min缩短至43 min;当混合气体温度从10℃升高至50℃时,PO_(4)^(3−)变湿吸附剂的CO_(2)吸附饱和时间从120 min缩短至43 min。PO_(4)^(3−)变湿吸附剂在较高进气CO_(2)浓度、混合气体温度和混合气体流量下的吸附性能提升,为实现烟气中低能耗捕集CO_(2)提供了可能。 展开更多
关键词 co_(2) 吸附 变湿吸附剂 磷酸根 烟气
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基于冰模板法的多孔地聚合物微结构及其对CO_(2)的吸附性能
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作者 李方贤 王亚松 +3 位作者 任蒙蒙 张志博 韦江雄 余其俊 《长沙理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2023年第5期41-48,共8页
【目的】研究冰模板法制备的多孔地聚合物对CO_(2)的吸附性能,从而提供一种制备CO_(2)吸附剂的新方法,进一步拓宽地聚合物的应用范围。【方法】以水玻璃、矿渣为基本原材料,利用冰模板法制备多孔地聚合物,通过压汞法和N2吸附/脱附法表... 【目的】研究冰模板法制备的多孔地聚合物对CO_(2)的吸附性能,从而提供一种制备CO_(2)吸附剂的新方法,进一步拓宽地聚合物的应用范围。【方法】以水玻璃、矿渣为基本原材料,利用冰模板法制备多孔地聚合物,通过压汞法和N2吸附/脱附法表征其孔结构,采用热分析仪研究其对CO_(2)的吸附性能。【结果】冰模板法制备的多孔地聚合物孔径呈三峰型分布,尺寸能从纳米到几微米再到几百微米变化,介孔结构呈现层状结构;多孔地聚合物对CO_(2)的吸附量达到4.07 mmol/g,吸附过程符合准二级动力学模型,其中物理吸附量和化学吸附量分别占总吸附量的7.28%和92.72%。【结论】与其他CO_(2)吸附剂相比,用冰模板法制备的多孔地聚合物具有较高的CO_(2)吸附量,其结合地聚合物本身耐高温和化学稳定性好的特性,可以实现在特定环境条件下的应用,是一种非常有潜力的CO_(2)吸附材料。 展开更多
关键词 多孔地聚合物 冰模板法 co_(2)吸附剂 孔结构 吸附性能
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整型大孔SiO_(2)基固体胺CO_(2)吸附剂开发及性能研究
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作者 喻树楠 马奎 +2 位作者 周昶安 宋磊 岳海荣 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2022年第11期1-9,共9页
吸附法捕集CO_(2)是实现工业尾气中CO_(2)分离和脱除的重要技术。固体胺吸附剂由于优异的CO_(2)吸附容量和选择性及较低的再生能耗被广泛研究。传统粉末吸附剂由于压降大等问题,需成型加工才能应用于实际工业过程。但整型吸附剂仍面临... 吸附法捕集CO_(2)是实现工业尾气中CO_(2)分离和脱除的重要技术。固体胺吸附剂由于优异的CO_(2)吸附容量和选择性及较低的再生能耗被广泛研究。传统粉末吸附剂由于压降大等问题,需成型加工才能应用于实际工业过程。但整型吸附剂仍面临吸附性能不足、机械性能差等问题。以大孔环氧树脂聚合物为模板、正硅酸乙酯为硅源,采用牺牲模板法制备整型大孔SiO_(2),并在其基础上负载四乙烯五胺(TEPA)开发整型大孔SiO_(2)基固体胺吸附剂。整型大孔SiO_(2)材料以交联的中空SiO_(2)微球为骨架,具有典型的大孔结构,且TEPA均匀分布在骨架表面。TEPA负载量为70%的70T-MS样品在75℃、0.1 MPa(12%CO_(2)/88%N2)条件下,CO_(2)吸附量高达191 mg/g,经50次吸脱附循环可稳定在160 mg/g以上。动态吸附试验表明,其CO_(2)吸附动力学遵循Avrami模型,说明其受传质扩散限制影响较小。整型大孔SiO_(2)基固体胺吸附剂机械强度可达0.72 MPa(轴向)和30.30 N/cm(径向),满足工业吸附剂要求。吸附剂还具有良好的热稳定性和较低的热容(2.79 J/(g·℃)),有望实现低能耗再生。 展开更多
关键词 co_(2)捕集 固体 整型吸附剂 大孔SiO_(2) 机械强度
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电石渣改性制备高效CO_(2)复合吸收剂
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作者 张媛 高彩云 +1 位作者 李东 李梅 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第2期344-354,共11页
电石渣是典型的高钙工业固体废弃物,具有优异的CO_(2)吸收性能,但是在钙循环中纯电石渣的反应活性和CO_(2)吸收性能会随着循环次数的增加而降低。本文以电石渣为钙源,以MgO和ZnO为掺杂剂合成高效稳定的钙镁锌复合吸收剂,在固定床反应器... 电石渣是典型的高钙工业固体废弃物,具有优异的CO_(2)吸收性能,但是在钙循环中纯电石渣的反应活性和CO_(2)吸收性能会随着循环次数的增加而降低。本文以电石渣为钙源,以MgO和ZnO为掺杂剂合成高效稳定的钙镁锌复合吸收剂,在固定床反应器中探究了合成工艺条件及掺杂量对复合吸收剂CO_(2)吸收性能的影响,以及循环吸收过程中吸收剂内部结构的变化。结果表明,利用干物理混合法合成的吸收剂比湿混合法具有更丰富的孔隙结构,Mg和Zn元素在电石渣表面分散均匀,有效改善了电石渣的抗烧结性能和反应活性,改性后的复合吸收剂在循环过程中具有更高的CO_(2)吸收性能,且20次循环后,干物理混合法合成的复合吸收剂CO_(2)吸收量仍可达0.42 g/g。 展开更多
关键词 固体废弃物 电石渣 co_(2)吸收性能 干物理混合法 湿混合法
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