从甘油废物和多巴胺制备的新型碳酸吸附剂用于气体分离

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 环境科学 环境科学

背景情况:

• 甘油是生物柴油生产中低价值的副产品.
• 轻碳化合物和二氧化碳等气体的有效分离对于天然气加工和垃圾填埋场气体利用至关重要.
• 从废物中开发可持续吸附剂是一个重要的环境目标.

研究的目的:

• 从甘油和多巴胺中制备和描述新的微孔活性炭.
• 评估这些活性炭在分离乙/乙烯和天然气组件 (乙/甲,CO2/甲) 的性能.
• 研究从多巴胺中加入在增强分离选择性的作用.

主要方法:

• 甘油/多巴胺混合物的容易碳化,然后用KOH (低质量比) 进行化学激活.
• 使用N2吸附/脱附等热体,SEM,FTIR,元素分析和pH测量,对产生的活性碳进行表征.
• 气体吸附实验,以确定不同气体对的吸附能力和选择性.

主要成果:

• 成功合成了具有微孔结构的活性碳.
• 从多巴胺中加入,显著提高了气体分离的选择性.
• 最佳材料Gdop0.75具有很高的吸附能力:甲 (2.5 mmol/g),CO2 (5.0 mmol/g),乙烯 (8.6 mmol/g) 和乙 (8.9 mmol/g).
• 吸附顺序为甲 < CO2 < 乙烯 < 乙.

结论:

• 甘油和多巴胺是生产可持续的可行前体,添加活性碳吸附剂.
• 这些材料在选择性地分离乙/乙烯和天然气组件方面具有很好的潜力.
• 该研究强调了将生物柴油废弃物利用为气体分离应用的高性能材料的有希望的途径.