合成和优化生物基碳吸附单体从奇多-多糖的合成和优化,以有效地捕获CO2

科学领域:

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

背景情况:

• 对大气中二氧化碳 (CO2) 水平的日益关注,需要开发有效的碳捕获技术.
• 生物基材料为吸附剂合成提供了一个可持续的替代品,而不是传统的化石燃料衍生的前体.
• 奇托-多糖为创建具有量身定制吸附性质的多孔碳材料提供了一个有前途的前体.

研究的目的:

• 为了合成和表征一种新的多孔碳吸收剂,用于捕获二氧化碳,使用生物基基托-多糖.
• 优化合成参数,包括前体比和激活时间,以提高二氧化碳吸附性能.
• 评估开发的吸附剂的吸附能力,选择性和循环稳定性.

主要方法:

• 通过碳化和热激活奇托-多糖来制备有孔的碳吸附剂.
• 研究了不同数量的lysine和chitosan前体对材料性能的影响.
• 研究了不同的热激活时间,以优化表面积和二氧化碳吸收.
• 碳化和激活分别在N2和CO2大气层下在900°C的管状炉中进行.

主要成果:

• 碳化产生的单体石的炭产率为~49 wt%,BET表面积高达541 m2/g,在0 °C和1 bar时的CO2吸收率为4.0 mmol/g.
• 在激活后,表面积在650-1000 m2/g之间,CO2吸附能力在4.5-5.6 mmol/g (0 °C) 和3.2-4.0 mmol/g (25 °C) 之间,1 bar.
• 活性炭对CO2/N2和CO2/CH4混合物具有很高的选择性.
• 在10个循环中观察到稳定的CO2吸附-溶解性能.

结论:

• 一种新型的,高性能的CO2吸收剂成功地从生物基基托-多糖合成.
• 优化合成条件导致材料的表面积和二氧化碳吸附能力显著提高.
• 由于其效率,选择性和耐用性,开发的吸附剂显示出实际二氧化碳捕获应用的潜力.