由新设计的环保可持续聚合物合成的N-化碳纳米圈,用于高度选择性的CO2捕获
Atakan Toprak1,2, Baki Hazer3,4
1Department of Chemistry and Chemical Process Technology, Zonguldak Bülent Ecevit University, 67900, Zonguldak, Turkey. atakantoprak2@hotmail.com.
Environmental science and pollution research international
|September 25, 2024
概括
化碳纳米圈有效捕获二氧化碳 (CO2),对 (N2) 具有很高的选择性. 这种环保材料显示出出色的二氧化碳回收性能,使其成为工业碳捕获应用的前景.
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:
- 开发有效的吸附剂来捕获碳是缓解气候变化的关键.
- 添加的多孔碳提供可调节的气体吸附性质.
- 环境友好型材料需要可持续的合成路径.
研究的目的:
- 从可再生共聚合物中合成和表征添加碳纳米圈 (PPiSiHMTA) 和多孔碳 (PPiSi).
- 评估合成材料的二氧化碳吸附能力和二氧化碳2/N2选择性.
- 评估材料的稳定性,可回收性和吸附机制.
主要方法:
- 使用六甲基氨酸 (HMTA) 和ZnCl2.2.的水热模板和激活.
- 通过环保的自氧化,从一个多 (Ri-S-ε-CL-PDMS) 多块/移植共聚物合成.
- 在不同的温度和压力下进行气体吸附测量,异温建模 (Freundlich,Langmuir,Sips,Temkin).
主要成果:
- PPiSiHMTA表现出优异的二氧化碳吸附率 (2.73 mmol/g在0°C,1.72 mmol/g在25°C) 和高的二氧化碳2/N2选择性 (344-512).
- 尽管表面积更大,但PPiSi的二氧化碳吸附和选择性明显较低.
- 这两种材料都表现出低等度吸附热量和在潮湿条件下良好的稳定性,对于PPiSiHMTA来说,可回收性很好.
- 弗洛伊德利希的异热模型最好地描述了二氧化碳吸附数据,表明异质表面.
结论:
- 化碳纳米圈 (PPiSiHMTA) 由于增强的吸附性和选择性,对二氧化碳捕获非常有效.
- 合成方法为生产先进的多孔材料提供了一个可持续的途径.
- 这些材料显示出对工业二氧化碳捕获和分离应用的潜力,具有良好的性能和可回收性.
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