本文關(guān)鍵詞：多孔碳材料的制備、改性及其二氧化碳吸附性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著煤、石油和天然氣的大范圍使用,大量的CO2等溫室氣體被直接排放到大氣層中,造成了全球氣候的持續(xù)變暖。因此開(kāi)發(fā)一種能大范圍的C02捕捉、分離技術(shù)迫在眉睫。本論文直接以檸檬酸鎂或者檸檬酸和六水合硝酸鎂為原料合成多孔碳材料MC,通過(guò)氨基功能化或者氮摻雜制得吸附劑。采用N2吸附、X射線粉末衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、傅里葉變換紅夕(FTIR)光譜、透射電鏡(TEM)、熱重分析(TGA)對(duì)MC載體以及吸附劑進(jìn)行表征。吸附劑的CO2吸附性能則通過(guò)兩種方法進(jìn)行表征,一種采用穿透曲線法進(jìn)行評(píng)價(jià),另一種則是通過(guò)等溫吸附法進(jìn)行測(cè)試。研究結(jié)果如下：1.通過(guò)對(duì)檸檬酸鎂的煅燒、酸洗等可直接制取具有蠕蟲狀孔結(jié)構(gòu)的介孔碳材料MC。改變煅燒溫度可以改變碳材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。將MC作為載體,采用TEPA進(jìn)行修飾,并研究有機(jī)胺不同的負(fù)載量對(duì)吸附劑吸附性能的影響。結(jié)果表明MC800由于具有較大的孔體積和孔徑,因此比MC600更適合作為有機(jī)胺的載體。MC600和MC800的最佳負(fù)載量分別為60%和70%。其中MC800-70的吸附量最大可達(dá)4.68 mmol/g。在有適量水汽存在時(shí)總CO2吸附量為5.19mmol/g,表明水汽的存在可以提高樣品的吸附能力。此外MC800-70還具有良好的穩(wěn)定性。2.采用檸檬酸和六水合硝酸鎂作為原材料,以尿素作為氮源物質(zhì)合成氮摻雜的介孔碳材料。研究結(jié)果表明,通過(guò)這種簡(jiǎn)易方法合成的碳材料比表面積較大,在1221-1571 m2g-1之間,且材料含有大量的微孔和介孔結(jié)構(gòu)。通過(guò)元素分析以及X射線光電子能譜分析發(fā)現(xiàn)N成功的摻雜進(jìn)入介孔碳材料之中。隨著合成過(guò)程中摻入尿素的量的增多,碳材料的結(jié)構(gòu)在發(fā)生著明顯的變化的同時(shí)有效的功能氮的數(shù)量也在發(fā)生改變。CO2吸附顯示合成的氮摻雜的介孔碳材料是一種良好的C02吸附材料。
【關(guān)鍵詞】：多孔碳材料 浸漬 TEPA 氮摻雜 CO_2吸附
【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】：2015
【分類號(hào)】：O647.33
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-29
• 1.1 引言9-10
• 1.2 CO_2的捕集技術(shù)10-25
• 1.2.1 吸附分離法10-23
• 1.2.2 吸收法23-24
• 1.2.3 膜分離法24-25
• 1.2.4 低溫分離法25
• 1.3 選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容25-29
• 1.3.1 選題依據(jù)25-27
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容27-29
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分29-35
• 2.1 化學(xué)試劑29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器29-30
• 2.3 MCF載體的制備30-31
• 2.3.1 介孔碳材料MC載體及其吸附劑的制備30-31
• 2.3.2 氮摻雜的介孔碳材料的制備方法31
• 2.4 樣品表征手段31-33
• 2.4.1 X-射線粉末衍射(XRD)31-32
• 2.4.2 N_2吸附-脫附表征32
• 2.4.3 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)32
• 2.4.4 透射電子顯微鏡(TEM)32
• 2.4.5 掃描電子顯微鏡(SEM)32-33
• 2.4.6 元素分析33
• 2.4.7 同步熱重分析(TG)33
• 2.4.8 原位X射線光電子能譜(XPS)33
• 2.5 樣品吸附性能測(cè)試33-35
• 2.5.1 動(dòng)態(tài)法測(cè)試吸附劑的CO_2吸附性能33-34
• 2.5.2 靜態(tài)法測(cè)試樣品CO_2吸附性能(CO_2吸附等溫線)34-35
• 第三章 簡(jiǎn)單方法制備的碳基“分子籠”用于低溫CO_2捕捉35-56
• 3.1 引言35-37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分37
• 3.2.1 載體MC600和MC800的制備37
• 3.2.2 MC600和MC800載體的氨基改性37
• 3.3 結(jié)果與討論37-55
• 3.3.1 MC600和MC800載體以及吸附劑的表征37-47
• 3.3.2 吸附劑的CO_2吸附性能47-52
• 3.3.3 水汽對(duì)吸附劑CO_2吸附性能的影響52-53
• 3.3.4 吸附劑的CO_2吸附-脫附穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)53-55
• 3.4 結(jié)論55-56
• 第四章 簡(jiǎn)易制備氮摻雜介孔碳材料的方法及其材料對(duì)CO_2吸附性能研究56-66
• 4.1 引言56
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分56-57
• 4.2.1 MCF載體及其吸附劑的制備56-57
• 4.3 結(jié)果與討論57-65
• 4.3.1 表征57-63
• 4.3.2 樣品CO_2吸附性能測(cè)試63-65
• 4.4 結(jié)論65-66
• 第五章 全文總結(jié)與展望66-69
• 參考文獻(xiàn)69-87
• 作者簡(jiǎn)介、撰寫和發(fā)表的文章目錄87-89
• 致謝89-91
• 浙江師范大學(xué)學(xué)位論文誠(chéng)信承諾書91-93

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