本文關(guān)鍵詞：胺基功能化多孔材料的制備及其二氧化碳吸附性能研究

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【摘要】：CO_2濃度上升一直被認(rèn)為是引起全球氣候變暖的首要原因。通過(guò)胺修飾多孔材料的固體吸附劑是捕集CO_2的有效方法。各種胺類(lèi),載體和固定技術(shù)已經(jīng)被廣泛研究并且其結(jié)果被看好。本論文分別采用P123為軟模板劑,正硅酸四乙酯(TEOS)為硅源合成介孔二氧化硅材料SBA-15,將經(jīng)過(guò)三乙烯四胺(TETA)和三(2-氨基乙基)胺(TAEA)這兩種同分異構(gòu)體胺修飾后的SBA-15吸附劑用于CO_2捕捉；通過(guò)負(fù)載正壬胺(P),N-甲基辛胺(S)和三丙胺(T)這三種具有不同胺類(lèi)型的同分異構(gòu)體有機(jī)胺的介孔二氧化硅材料SBA-15制得吸附劑,并用于CO_2捕獲；以微孔MOF材料MIL-101為載體,分別用三乙烯四胺(TETA),四乙烯五胺(TEPA)和聚乙烯亞胺(PEI)修飾獲得吸附劑,并將這三種材料用于CO_2的捕獲。采用掃描電鏡、N2吸脫附、熱重、紅外等儀器對(duì)其上述材料的形貌和特性進(jìn)行了表征,并且測(cè)試了它們的二氧化碳吸附性能。1、采用三乙烯四胺及其同分異構(gòu)體修飾SBA-15制備吸附劑并對(duì)其CO_2吸附性能進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明,不同結(jié)構(gòu)的胺對(duì)CO_2捕集性能具有影響。當(dāng)不存在水汽時(shí),SBA-TETA吸附劑顯示出比SBA-TAEA吸附劑更好的CO_2捕獲性能,而在有水分存在的情況下SBA-TAEA吸附劑比SBA-TETA吸附劑的CO_2捕獲性能稍好。這可以通過(guò)以下事實(shí)進(jìn)行說(shuō)明：叔胺基團(tuán)不能在沒(méi)有水汽存在時(shí)有效捕獲CO_2,但可以在有水分存在下很好地工作。2、采用正工胺(P),N-甲基辛胺(S)和三丙胺(T)這三種具有不同胺類(lèi)型的同分異構(gòu)體有機(jī)胺改性介孔材料SBA-15,并用于CO_2的捕捉。結(jié)果表明,在無(wú)水汽時(shí)的相同條件下,SBA-P能夠比SBA-S和SBA-T捕捉更多的二氧化碳。對(duì)于純胺,當(dāng)不存在水汽時(shí),壬胺(P)(伯胺)顯示出比三丙胺(T)(叔胺)更好的CO_2捕獲性能,而在有水分存在的情況下三丙胺(T)(叔胺)比工胺(P)(伯胺)的CO_2捕獲性能增加量更多。這項(xiàng)研究可以幫助我們?cè)O(shè)計(jì)在不同條件下用于二氧化碳捕集的合適的固體胺吸附劑。3、以微孔材料MIL-101為載體,負(fù)載三種不同的有機(jī)胺,三乙烯四胺TETA,四乙烯五胺TEPA和聚乙烯亞胺PEI制備胺修飾微孔材料用于CO_2吸附性能研究測(cè)試。CO_2吸脫附實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,吸附劑的吸附性能隨著有機(jī)胺負(fù)載量的增加而增大。在相同負(fù)載量下,TETA、TEPA和PEI負(fù)載在MIL-101載體上對(duì)二氧化碳的吸附能力是不同的,且二氧化碳吸附能力由MIL-TETA, MIL-TEPA到MIL-PEI逐漸減小,而循環(huán)性能相較于MIL-TETA 和 MIL-TEPA則是MIL-PEI最好。
【關(guān)鍵詞】：胺基 CO_2捕捉 TETA TAEA 水汽
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X701;TQ424
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 二氧化碳吸附材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)11-13
• 1.3 物理吸附劑13-17
• 1.3.1 活性碳基固體吸附劑13-14
• 1.3.2 碳分子篩14
• 1.3.3 碳納米管基固體吸附劑14-15
• 1.3.4 沸石吸附劑15-16
• 1.3.5 金屬有機(jī)骨架材料16-17
• 1.4 化學(xué)吸附劑17-20
• 1.4.1 胺功能化固體吸附劑17-18
• 1.4.2 胺和二氧化碳的反應(yīng)構(gòu)想18-19
• 1.4.3 浸漬法的胺功能化二氧化硅載體吸附劑19-20
• 1.5 本課題研究意義及研究?jī)?nèi)容20-22
• 1.5.1 課題研究意義20-21
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容21-22
• 第二章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容22-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)部分22
• 2.2 制備不同體系的胺修飾固體吸附劑22-23
• 2.3 各類(lèi)儀器表征23-24
• 2.3.1 物理吸附儀23
• 2.3.2 熱重分析儀23
• 2.3.3 傅里葉紅外光譜23
• 2.3.4 X射線(xiàn)粉末衍射儀23
• 2.3.5 掃描電子顯微鏡23-24
• 2.3.6 透射電子顯微鏡24
• 2.4 吸附劑的CO_2吸附性能測(cè)試24-26
• 第三章 三乙烯四胺及其同分異構(gòu)體修飾SBA-15基吸附劑的制備以及CO_2吸附性能的研究26-40
• 3.1 引言26-27
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分27-28
• 3.2.1 SBA-15及胺修飾SBA-15的制備27-28
• 3.2.2 CO_2吸附性能的測(cè)試28
• 3.3 結(jié)果與討論28-38
• 3.3.1 材料的表征和討論28-31
• 3.3.2 TETA和TAEA修飾SBA-15的CO_2吸附性能31-33
• 3.3.3 水汽對(duì)吸附劑的CO_2吸附性能的影響33-35
• 3.3.4 純胺的CO_2吸附性能及水汽對(duì)其的影響35-38
• 3.4 結(jié)論38-40
• 第四章 壬胺及其同分異構(gòu)體修飾SBA-15基吸附劑的制備40-50
• 4.1 引言40-42
• 4.2. 實(shí)驗(yàn)部分42
• 4.2.1 SBA-15及胺修飾SBA-15的制備42
• 4.2.2 CO_2吸附性能的測(cè)試42
• 4.3 結(jié)果與討論42-49
• 4.3.1 材料的結(jié)構(gòu)和表征42-44
• 4.3.2 有機(jī)胺負(fù)載量對(duì)附劑吸附性能的影響44-47
• 4.3.3 水汽對(duì)不同結(jié)構(gòu)胺的二氧化碳吸附性能的影響47-49
• 4.4 結(jié)論49-50
• 第五章 不同有機(jī)胺修飾MIL-101基吸附劑的制備及其CO_2吸附性能的研究50-62
• 5.1 引言50-51
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分51-52
• 5.2.1 MIL-101的合成及提純51-52
• 5.2.2 不同有機(jī)胺修飾MIL-101的制備52
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論52-60
• 5.3.1 結(jié)構(gòu)表征52-56
• 5.3.2 CO_2吸附性能測(cè)試56-60
• 5.4 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-76
• 作者簡(jiǎn)介及研究生期間所發(fā)表文章目錄76-78
• 致謝78-80

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 馮星星;謝菁;胡庚申;賈愛(ài)平;謝冠群;羅孟飛;;五乙烯六胺修飾的MCF基吸附劑的制備及其CO_2吸附性能研究[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2013年06期

2 王林芳;馬磊;王愛(ài)琴;劉茜;張濤;;氨基硅烷修飾的SBA-15用于CO_2的吸附[J];催化學(xué)報(bào);2007年09期

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本文編號(hào)：978271