结构化固体氨基吸附剂的探索用于CO2捕获:带PEI的复合泡材料
Cheng Zhao1, Maofeng Nie1, Yuzhong Li1
1National Engineering Laboratory for Reducing Emissions from Coal Combustion, Engineering Research Center of Environmental Thermal Technology of Ministry of Education, Shandong Key Laboratory of Energy Carbon Reduction and Resource Utilization, School of Nuclear Science, Energy and Power Engineering, Shandong University, Jinan, Shandong, 250061, China.
一种新方法创造了强大的,结构化的固体氨基吸附剂,用于利用工业废物和化学泡捕获二氧化碳 (CO2). 这种可扩展的方法提高了二氧化碳吸附能力和氨基利用,为实际的二氧化碳捕获应用铺平了道路.
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:
- 固体氨基吸附剂对于二氧化碳捕获至关重要,但它们的工业应用受到塑形,机械强度和孔隙结构完整性的挑战所限制.
- 现有的粉状吸附剂的成型方法往往缺乏通用性,涉及复杂的程序,并可能降低孔隙结构,阻碍实际使用.
研究的目的:
- 开发一种可扩展,具有成本效益的策略,用于制造结构化固体氨基吸附剂,以提高二氧化碳捕获的性能.
- 解决当前塑形技术的局限性,重点是提高机械强度,孔隙结构和二氧化碳吸附性能.
主要方法:
- 使用多孔材料 (生物炭),硫混凝土粘合剂和过氧化 (H2O2) 辅助的化学泡制造结构化吸附剂.
- 从载体中集成的微半孔与通过泡和水化生成的宏孔,以创建一个分层的孔结构.
- 评估二氧化碳吸附能力,氨基利用,机械强度,可重复使用性和吸附动力学.
主要成果:
- 结构化吸附剂表现出优异的压力强度 (∼77.33 N) 和在90°C时的CO2吸附能力为60.04 mg/g.
- 实现了高氨基利用率 (68.52%) 和良好的可重复使用性,在五个循环后仅降低了7.59%的容量.
- 该方法表现出强大的材料适应性,成功应用于合成树脂和纳米烟雾化酸盐载体,初始CO2吸附速度快 (2分钟内76.38%).
结论:
- 拟议的制造战略为生产结构化固体氨基吸附剂提供了一个有效和可扩展的途径,克服了关键的工业应用障碍.
- 这种方法提高了机械稳定性和二氧化碳捕获性能,使其适合于实际的二氧化碳捕获技术.
- 该研究强调了氨基利用的重要性,并引入了一个新的评估图表,用于同时评估吸附能力和利用率.
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