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氨基修饰介孔TiO2吸附剂的制备表征及其CO2吸附性能研究(2)

时间:2020-11-24 21:59来源:毕业论文
2.1 实验药品与仪器 9 2.2 介孔TiO2的制备 10 2.3 介孔TiO2的改性 10 2.4 介孔TiO2的表征 10 2.5 CO2吸附性能测试 12 3 乙二胺修饰介孔TiO2的表征结果与分析 13 3.1 XRD分

2.1  实验药品与仪器 9

2.2  介孔TiO2的制备 10

2.3  介孔TiO2的改性 10

2.4  介孔TiO2的表征 10

2.5  CO2吸附性能测试 12

3  乙二胺修饰介孔TiO2的表征结果与分析 13

3.1  XRD分析 13

3.2  BET表征 13

3.3  FT-IR分析 15

4  MT-raw及MT-EN-n的CO2吸附性能 16

4.1  乙二胺负载量对吸附性能的影响 16

4.2  吸附温度对吸附性能的影响 16

4.3  水汽对吸附性能的影响 17

4.4  脱附温度对CO2脱附速率的影响 18

4.5  吸附剂的循环吸附-脱附性能 20

21

致 谢 23

参考文献 24

1  前言

1.1  研究背景与意义

近年来,温室效应引起的全球性气候变化已经成为人们高度重视的环境问题。温室气体主要有水汽、CO2、CH4、N2O、O3、氟氯烃等,CO2作为温室效应的最大贡献者,其在大气中的含量与日俱增,并在不断加剧全球气候和生态的恶化[1]。

目前,化石燃料的燃烧是CO2的主要来源,据国际能源署的报告,在现在及未来相当长一段时间内,煤、石油、天然气等化石能源仍将作为社会发展所需要的主要能源。统计数据显示,每年向大气中排放的CO2气体总量高达2×1010t[2]。一方面CO2气体的大量排放导致温室效应更加严重,另一方面,随着科学技术的快速发展,CO2已经被广泛应用于工业、农业、生物合成等领域,成为人们普遍关注的潜在碳资源。因而,对废气中的CO2的分离与捕集具有重要的经济和社会意义[3]。由于在分离过程中捕获最为核心,其成本也最高,为了减少CO2排放量及有效利用碳资源,各种高效、环保、节能的CO2捕获材料已成为当前各国研究的重点[4]。

目前所研究的碳捕捉技术主要有吸收分离法,吸附分离法,膜分离法,冷凝法。

1.1.1  吸收分离法

吸收法分离CO2的方法主要有物理吸收法和化学吸收法,物理吸收法就是采用对CO2溶解度大、选择性好、性能稳定的有机溶剂,通过加压使CO2溶解来完成捕获过程,然后降压进行CO2的释放和溶剂的再生;化学吸收法则主要采用碱性溶液溶解分离CO2,然后通过脱析分解分离出CO2气体同时对溶剂进行再生[5]。

吸收分离法在化工类已较为普遍和成熟,对CO2的捕获效果好,但由于溶剂再生耗能大,用于电力行业还是存在运行成本昂贵的问题[5]。

1.1.2  膜分离法

CO2 的膜分离法原理是在混合气体中CO2与其他组分透过膜材料的速度不同的基础上实现CO2与其他组分的分离,膜材料两侧的压力差是其过程推动力。膜分离具有装置简单,投资低,效率高等优点,并且具备在高温高压条件下分离富集CO2的潜力,但是难以用该方法得到高纯度的CO2[6]。

膜过滤分离CO2技术现已成为最受关注、研究最活跃的技术,研究发现,许多膜技术在其成本相对较低的情况下,还有很大的投资和运行能耗降低的空间,对于燃烧前脱碳工艺中的先进的膜过滤技术,投资成本就可能降低50%,运行能耗降低到75%;此外,膜分离法在高压环境工作,更有利于后续的封存,因此,膜分离技术将是未来CCS最重要的选择[7]。 氨基修饰介孔TiO2吸附剂的制备表征及其CO2吸附性能研究(2):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_65213.html

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