我國以粉煤灰、煤矸石、高爐鐵渣、多晶硅產(chǎn)業(yè)廢物SiCl₄為代表的含硅工業(yè)固體廢棄物的產(chǎn)生量巨大,綜合利用率低,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,也導(dǎo)致了資源的浪費(fèi)。開展含硅工業(yè)固體廢棄物的高端資源化,符合國家的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策,也是實(shí)現(xiàn)含硅工業(yè)固體廢棄物減量化的重要途徑。本論文探索利用含硅工業(yè)固體廢棄物源SiO₂改性制備固態(tài)胺CO₂吸附材料,并將其用于模擬煙氣條件下CO₂捕集性能的測(cè)試研究,取得的主要研究成果如下:無定型納米SiO₂是制備固態(tài)胺材料的優(yōu)良基體,其孔隙結(jié)構(gòu)中介于2⁴0 nm的孔道對(duì)有機(jī)胺的負(fù)載過程起到關(guān)鍵作用;采用濕浸漬法制備固態(tài)胺材料的過程中,聚乙烯亞胺（PEI）的負(fù)載量、吸附溫度、CO₂分壓、PEI的分子結(jié)構(gòu)以及分子量均會(huì)對(duì)材料的吸附性能造成影響;在負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%的1200 Da的分枝狀聚乙烯亞胺（BPEI）的條件下,在105^o C、100%CO₂或15%CO₂下材... 

【文章來源】：清華大學(xué)北京市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 含硅工業(yè)固體廢棄物資源化
        1.1.1 含硅工業(yè)固體廢棄物的產(chǎn)生與資源化現(xiàn)狀
        1.1.2 含硅工業(yè)固體廢棄物制備SiO_2技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.1.3 硅基固廢源SiO_2應(yīng)用前景分析
    1.2 工業(yè)源CO_2減排需求與減排技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 工業(yè)源CO_2排放現(xiàn)狀與減排需求
        1.2.2 工業(yè)源CO_2減排技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 燃燒后CO_2捕集技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景
    1.3 固態(tài)胺材料的CO_2捕集原理與應(yīng)用現(xiàn)狀及前景分析
        1.3.1 固態(tài)胺材料的CO_2捕集原理
        1.3.2 固態(tài)胺CO_2吸附材料的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.3 固態(tài)胺CO_2吸附材料的工業(yè)化應(yīng)用前景分析
    1.4 研究目的、內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.4.1 研究目的與意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
        1.4.3 技術(shù)路線
第2章 試驗(yàn)材料與方法
    2.1 試驗(yàn)材料
        2.1.1 試驗(yàn)試劑與藥品
        2.1.2 納米SiO_2基體
    2.2 硅基固態(tài)胺CO_2吸附材料合成試驗(yàn)
        2.2.1 化學(xué)嫁接法制備硅基固態(tài)胺CO_2吸附材料試驗(yàn)
        2.2.2 濕浸漬法制備硅基固態(tài)胺CO_2吸附材料試驗(yàn)
    2.3 硅基固態(tài)胺CO_2吸附材料表征
        2.3.1 表征材料元素組成的C、H、N元素分析
        2.3.2 表征材料比表面積及孔隙特征的N2吸附脫附分析
        2.3.3 表征材料化學(xué)基團(tuán)特征的傅里葉變換紅外光譜分析
        2.3.4 表征BPEI分子中C原子形態(tài)的~(13)C核磁共振波譜分析
        2.3.5 表征材料熱穩(wěn)定性的熱失重分析
    2.4 硅基固態(tài)胺CO_2吸附材料的CO_2吸附性能測(cè)試
        2.4.1 固態(tài)胺材料的恒溫CO_2吸附實(shí)驗(yàn)
        2.4.2 變溫吸附條件下固態(tài)胺材料的CO_2循環(huán)吸附實(shí)驗(yàn)
        2.4.3 原位漫反射紅外光譜儀觀測(cè)固態(tài)胺材料吸附CO_2過程
        2.4.4 固態(tài)胺材料在O_2、SO_2、NO、NO_2存在條件下的吸附測(cè)試
第3章 硅基固態(tài)胺材料的合成及CO_2吸附性能分析
    3.1 本章引言
    3.2 化學(xué)嫁接法制備硅基固態(tài)胺CO_2吸附材料
        3.2.1 化學(xué)嫁接改性前后SiO_2基體的表征
        3.2.2 納米SiO_2形態(tài)對(duì)有機(jī)胺負(fù)載量的影響
        3.2.3 納米SiO_2形態(tài)對(duì)固態(tài)胺材料的熱穩(wěn)定性的影響
        3.2.4 納米SiO_2形態(tài)對(duì)固態(tài)胺材料的吸附性能的影響及機(jī)理
    3.3 濕浸漬法制備硅基固態(tài)胺CO_2吸附材料
        3.3.1 濕浸漬法制備的固態(tài)胺CO_2吸附材料的表征
        3.3.2 濕浸漬過程中SiO_2孔道與有機(jī)胺相互作用機(jī)理
        3.3.3 濕浸漬法制備的固態(tài)胺CO_2吸附材料的熱穩(wěn)定分析
        3.3.4 PEI負(fù)載量與吸附操作條件對(duì)材料吸附性能的影響及機(jī)理
        3.3.5 有機(jī)胺分子量與分子結(jié)構(gòu)對(duì)固態(tài)胺材料吸附性能的影響
        3.3.6 有機(jī)胺分子量與分子結(jié)構(gòu)對(duì)固態(tài)胺材料解吸能耗的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 硅基固態(tài)胺材料長期吸附穩(wěn)定性及影響機(jī)理研究
    4.1 本章引言
    4.2 硅基固態(tài)胺材料長期循環(huán)吸附穩(wěn)定性影響因素及機(jī)理
        4.2.1 硅基固態(tài)胺材料長期循環(huán)吸附過程中的熱穩(wěn)定性分析
        4.2.2 CO_2吹掃氣氛下固態(tài)胺材料長期循環(huán)吸附穩(wěn)定性研究
        4.2.3 PEI分子結(jié)構(gòu)及分子量對(duì)固態(tài)胺材料化學(xué)性失活的影響
        4.2.4 硅基固態(tài)胺CO_2吸附材料物理及化學(xué)性失活的量化分析
    4.3 溫度對(duì)固態(tài)胺CO_2吸附材料酰胺化過程的影響及機(jī)理
        4.3.1 溫度對(duì)硅基固態(tài)胺材料酰胺化程度的影響分析
        4.3.2 原位紅外光譜技術(shù)分析固態(tài)胺材料酰胺化過程
        4.3.3 溫度對(duì)固態(tài)胺材料酰胺化過程化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響
        4.3.4 溫度對(duì)固態(tài)胺材料酰胺化過程中尿素鏈產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 模擬煙氣條件下硅基固態(tài)胺材料長期吸附穩(wěn)定性的研究
    5.1 本章引言
    5.2 水蒸氣對(duì)固態(tài)胺材料長期吸附穩(wěn)定性的影響及機(jī)理
        5.2.1 水蒸氣對(duì)固態(tài)胺材料的循環(huán)吸附穩(wěn)定性的影響
        5.2.2 水蒸氣對(duì)固態(tài)胺材料循環(huán)吸附穩(wěn)定性的影響機(jī)理
        5.2.3 水蒸氣對(duì)固態(tài)胺材料酰胺化過程的抑制及機(jī)理研究
    5.3 O_2對(duì)固態(tài)胺材料長期吸附穩(wěn)定性的影響及機(jī)理
        5.3.1 O_2對(duì)固態(tài)胺材料循環(huán)吸附穩(wěn)定性的影響
        5.3.2 O_2導(dǎo)致固態(tài)胺材料失活機(jī)理的分析
    5.4 NO、NO_2、SO_2對(duì)固態(tài)胺材料長期吸附穩(wěn)定性的影響及機(jī)理
        5.4.1 NO對(duì)固態(tài)胺材料的長期吸附穩(wěn)定性的影響及機(jī)理
        5.4.2 NO_2對(duì)固態(tài)胺材料長期吸附穩(wěn)定性的影響及機(jī)理
        5.4.3 SO_2對(duì)固態(tài)胺材料長期吸附穩(wěn)定性的影響及機(jī)理
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]粉煤灰在土壤改良及修復(fù)中的應(yīng)用與展望[J]. 趙吉,康振中,韓勤勤,楊志杰,李靜泉,許繼飛.  江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(02)
[2]利用煤矸石制備4A分子篩及吸附性能的研究[J]. 郭振坤,范雯陽,周珊,鄒東雪.  無機(jī)鹽工業(yè). 2017(02)
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[4]高摻量粉煤灰燒結(jié)輕質(zhì)承重普通磚的生產(chǎn)工藝[J]. 林漫亞.  粉煤灰. 2016(05)
[5]粉煤灰填筑路基施工工藝的技術(shù)應(yīng)用[J]. 王建莉.  交通世界. 2016(11)
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[8]高爐渣合成NaA沸石及影響因素[J]. 何茂成,張建良,國宏偉,史志文,劉峰,薛濟(jì)來.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2015(11)
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博士論文
[1]燃煤煙氣CO2化學(xué)吸收技術(shù)研究[D]. 朱德臣.浙江大學(xué) 2011

碩士論文
[1]高爐渣吸附劑對(duì)重金屬離子吸附性能的研究[D]. 劉金亮.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2015
[2]皖北煤矸石在水泥生產(chǎn)過程中大摻量綜合利用[D]. 楊利莉.安徽建筑大學(xué) 2015
[3]四氯化硅氫化制備三氯氫硅生產(chǎn)工藝研究[D]. 鄭靜.天津大學(xué) 2015
[4]煤矸石多孔陶瓷的制備工藝研究[D]. 劉麗.安徽建筑大學(xué) 2015
[5]煤矸石混凝土的研制及其性能測(cè)試[D]. 朱澤忠.安徽理工大學(xué) 2014
[6]高爐渣制備超細(xì)硅酸鋁和鎂鋁尖晶石的研究[D]. 褚亮.安徽工業(yè)大學(xué) 2014
[7]大摻量粉煤灰混凝土熱學(xué)性能研究[D]. 朱為勇.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2013
[8]四氯化硅氣相水解制備超細(xì)白炭黑工藝的研究[D]. 盧錢峰.南昌大學(xué) 2012
[9]多晶硅產(chǎn)業(yè)副產(chǎn)物四氯化硅的綜合利用[D]. 徐波.河南科技大學(xué) 2011
[10]高鋁煤矸石制備超細(xì)氧化鋁和硅酸鈉聯(lián)產(chǎn)工藝的研究[D]. 楊利霞.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3635160