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以ZSM-5/MCM-48为载体制备新型高容量CO2吸附剂的性能及机理研究
魏建文, 张丽娟, 耿琳琳, 李誉, 廖雷, 王敦球
无机材料学报    2025, 40 (7): 833-839.   DOI:10.15541/jim20240403
摘要   (106 HTML3 PDF(pc) (862KB)(30)  

固体胺吸附法是一种极具发展前景的烟气脱碳技术, 但该技术中吸附剂的CO2吸附性能不高, 且吸附机理研究亦不深入。以微介孔复合分子筛ZSM-5/MCM-48为载体, 通过先接枝3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES), 再将接枝后的样品浸渍四乙烯五胺(TEPA)或聚乙烯亚胺(PEI), 从而得到一种CO2吸附性能优异的新型材料。当TEPA的负载量为60%(质量分数)时, APTES-ZSM-5/MCM-48-TEPA-60(A-ZM-T60)在60 ℃和15%(体积分数)CO2环境下对CO2的最大吸附量为5.82 mmol·g-1。吸附过程以化学吸附为主, 吸附剂表面胺基与CO2反应生成了氨基甲酸酯、氨基甲酸烷基铵和碳酸盐, 同时伴有较弱的物理吸附。该复合材料吸附性能优异, 可用于捕集脱硫后烟气中的CO2


Adsorbent SBET/
(m2·g-1)
Vt/
(cm3·g-1)
N2 content/
(mmol·g-1)
CO2 adsorption capacity/
(mmol·g-1)
A-ZM-1 237.0 0.52 4.97 1.71
A-ZM-T50 111.2 0.21 8.94 5.04
A-ZM-T60 13.0 0.04 11.89 5.82
A-ZM-T70 5.8 0.02 14.85 4.51
A-ZM-P50 91.5 0.20 8.52 3.53
A-ZM-P60 12.3 0.03 11.17 3.96
A-ZM-P70 - - 14.06 3.05