可持续的CO2捕获:来自石油焦炭的N,S-编码多孔碳,具有高选择性和稳定性

科学领域:

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

背景情况:

• 二氧化碳 (CO2) 捕获对于缓解全球变暖至关重要.
• 开发高效和成本效益的碳基吸附剂仍然是一个挑战.
• 石油焦炭是一种工业副产品,具有吸附剂合成的潜力.

研究的目的:

• 从石油焦炭中开发具有成本效益和高性能的二氧化碳吸附剂.
• 研究合成参数对吸附剂性能的影响.
• 评估开发材料的二氧化碳捕获性能和稳定性.

主要方法:

• 两步合成,涉及硫尿素修饰和石油焦炭的KOH激活.
• 不同的激活温度和KOH数量调整吸附性质.
• 孔隙结构的特征,表面积,和异构原子的兴奋剂 (N,S).

主要成果:

• 优化N,S编码的多孔碳表面积为1088 m2/g,微孔体积为0.52 cm3/g.
• 高二氧化碳吸附能力在25°C时为3.69 mmol/g,在0°C时为5.08 mmol/g (1 bar).
• 优良的CO2/N2选择性 (17),快速的动力学 (90%的吸收在5分钟内) 和高周期性稳定性 (5个周期后97%的保留).

结论:

• 来自石油焦的N,S-编的多孔碳对有效的二氧化碳捕获有希望.
• 开发的吸附剂显示出高容量,选择性,稳定性和成本效益.
• 这种方法为利用工业副产品在碳捕获技术中提供了一个可持续的途径.