捕集回收燃煤電廠和甲烷水蒸氣重整制氫等固定源排放的高溫C02,不僅是C02減排的有效方法,同時(shí)具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)高溫CO2吸附材料,以鋯酸鋰為代表的鋰基陶瓷材料具有相對(duì)較高的CO2吸附容量、匹配的工作溫度區(qū)間和穩(wěn)定的循環(huán)吸附-脫附性能,但目前合成的材料在低CO2分壓氣氛下(PCC2≤0.1 bar)對(duì)應(yīng)吸附性能普遍較低。因此,論文研究重點(diǎn)在于設(shè)計(jì)、合成具有高CO2吸附性能的新型LixZryOz材料,以滿足實(shí)際條件下的應(yīng)用需求。 首先,采用固相反應(yīng)法在常規(guī)實(shí)驗(yàn)條件下控制合成了四方／單斜相Li2ZrO3、三斜／單斜相Li6Zr207以及斜六方相Li8Zr06五種高純度LixZryOz化合物,大大簡化了鋯酸鋰材料的合成路線,并揭示了合成反應(yīng)機(jī)理。系統(tǒng)研究了不同晶相結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成LixZryOz材料的高溫CO2吸附性能和吸附反應(yīng)途徑,其中單斜相Li6Zr207和斜六方相Li8Zr06的高溫C02吸附特性均屬首次報(bào)道；在純C02氣氛下,四方相Li2Zr03對(duì)應(yīng)最高CO2吸附量為20 wt%(848 K),而相同條件下單斜相Li2Zr03對(duì)應(yīng)CO2吸附量不足7 wt%,單斜相Li6Zr207...

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 電廠煙道氣CO₂捕集分離材料的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 低溫二氧化碳吸附材料的研究進(jìn)展
        1.2.2 高溫二氧化碳吸附材料的研究進(jìn)展
    1.3 水蒸氣甲烷重整制氫過程中的CO₂吸附分離
    1.4 主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 不同晶相和組成的Li_xZr_yO_z化合物的控制合成
    2.1 引言
    2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器與藥品
    2.3 表征方法
    2.4 研究路線
    2.5 結(jié)果與討論
        2.5.1 不同晶相Li₂ZrO₃的制備
        2.5.2 不同晶相Li₆Zr₂O₇的制備
        2.5.3 純晶相Li₈ZrO₆的制備
    2.6 本章小結(jié)
第3章 不同晶相Li_xZr_yO_z化合物的高溫CO₂吸附性能
    3.1 引言
    3.2 表征方法和CO₂吸附性能評(píng)價(jià)方法
    3.3 Li₂ZrO₃的CO₂吸附性能
        3.3.1 材料的制備及表征分析
        3.3.2 四方相Li₂ZrO₃的高溫CO₂吸附-脫附性能
        3.3.3 單斜相Li₂ZrO₃高溫CO₂吸附-脫附性能
    3.4 Li₆Zr₂O₇的高溫CO₂吸附性能
        3.4.1 單斜相Li₆Zr₂O₇的高溫CO₂吸附性能
        3.4.2 單斜相Li₆Zr₂O₇的高溫CO₂吸附反應(yīng)機(jī)理
        3.4.3 Li₆Zr₂O₇與Li₂ZrO₃在不同CO₂分壓下的CO₂吸附性能比較
        3.4.4 Li₆Zr₂O₇的高溫C02循環(huán)吸附性能
    3.5 Li₈ZrO₆的高溫CO₂吸附性能
        3.5.1 Li₈ZrO₆在純CO₂分壓下的CO₂吸附反應(yīng)機(jī)理
        3.5.2 Li₈ZrO₆在不同CO₂分壓下的CO₂吸附性能
        3.5.3 Li₈ZrO₆的高溫CO₂循環(huán)吸附性能
    3.6 Li_xZr_yO_z(x=6,8)材料CO₂吸附動(dòng)力學(xué)模擬
        3.6.1 單斜相Li₆Zr₂O₇的CO₂吸附過程模擬
        3.6.2 Li₈ZrO₆的CO₂吸附過程模擬
    3.7 本章小結(jié)
第4章 合成介孔Li₂ZrO₃的可行性研究
    4.1 引言
        4.1.1 介孔材料的研究進(jìn)展及形成機(jī)理
        4.1.2 含鋰三元氧化物介孔材料的合成
        4.1.3 介孔ZrO₂的研究現(xiàn)狀
    4.2 介孔ZrO₂為模板合成Li₂ZrO3

        4.2.1 材料合成及表征方法
        4.2.2 材料表征與結(jié)果分析
    4.3 釔(Y³⁺)摻雜合成介孔Li₂ZrO₃

        4.3.1 材料表征和結(jié)果分析
    4.4 CO₂吸附性能分析討論
    4.5 本章小結(jié)
第5章 納米Li₂ZrO₃的控制合成及CO₂吸附性能
    5.1 引言
        5.1.1 納米材料及其分類
        5.1.2 納米材料的物理特性
        5.1.3 納米Li₂ZrO₃的合成方法
    5.2 納米Li₂ZrO₃的合成路線
    5.3 不同顆粒尺寸Li₂ZrO₃的表征及CO₂吸附性能分析
        5.3.1 晶相結(jié)構(gòu)和形貌特征分析
        5.3.2 不同顆粒尺寸Li₂ZrO₃的CO₂吸附性能比較
        5.3.3 不同顆粒尺寸Li₂ZrO₃的CO₂循環(huán)吸附性能比較
    5.4 不同結(jié)構(gòu)ZrO₂合成Li₂ZrO₃的CO₂吸附性能
        5.4.1 晶相結(jié)構(gòu)和形貌特征分析
        5.4.2 CO₂吸附性能分析比較
    5.5 以LiNO₃為鋰源合成Li₂ZrO₃的CO₂吸附性能
    5.6 本章小結(jié)
第6章 Y³⁺摻雜Li₂ZrO₃的合成及高溫CO₂吸附性能
    6.1 引言
    6.2 合成路線
    6.3 Y³⁺摻雜Li₂ZrO₃的CO₂吸附性能
        6.3.1 Y³⁺摻雜合成介孔ZrO₂的表征分析
        6.3.2 Y³⁺摻雜合成Li₂ZrO₃的表征分析
        6.3.3 不同Y₂O₃摻雜合成Li₂ZrO₃樣品的CO₂吸附動(dòng)力學(xué)分析
        6.3.4 不同Y³⁺摻雜量合成Li₂ZrO₃的CO₂循環(huán)吸附穩(wěn)定性分析
    6.4 CaO和TiO₂摻雜合成Li₂ZrO₃及CO₂吸附性能
        6.4.1 CaO摻雜合成Li₂ZrO₃及CO₂吸附性能
        6.4.2 TiO₂摻雜合成Li₂ZrO₃及CO₂吸附性能
    6.5 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)
第8章 存在問題及展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3850517

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