采用吸附法捕獲CO₂具有工藝過程簡單、操作穩(wěn)定、能耗小、設(shè)備無腐蝕以及技術(shù)成熟等特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)達(dá)到了工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn),是一種應(yīng)用前景好且發(fā)展?jié)摿Υ蟮腃O₂捕獲技術(shù)。采用吸附法捕獲CO₂,關(guān)鍵在于選擇一種同時(shí)具備高CO₂吸附容量和選擇性的吸附劑,因此,吸附劑是核心。優(yōu)異的吸附劑要滿足以下條件:高吸附容量;高選擇性;易再生;高吸/脫附速率的CO₂吸附劑。針對傳統(tǒng)的吸附劑對CO₂選擇性差的問題,本文提出采用含氮碳源制備高吡咯氮摻雜微孔碳,以提升對CO₂的吸附容量和吸附選擇性。本文的研究結(jié)果如下:采用機(jī)械化學(xué)法以三聚氰胺和多巴胺或吡咯為碳源合成了高吡咯氮摻雜微孔碳系列材料,主要對材料的形貌、晶體結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、FT-IR、比表面積和孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行測試,結(jié)果如下:所合成的高吡咯氮摻雜微孔碳電鏡圖片都呈現(xiàn)出不規(guī)則的片狀形貌,不同堿碳比和不同活化時(shí)間對材料的形貌影響不大;經(jīng)過碳化活化后,都出現(xiàn)了類石墨化結(jié)構(gòu),所制得的高吡咯氮摻雜微孔碳具有超微孔結(jié)構(gòu)（5-6 ...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 CO₂捕集與分離方法
        1.2.1 溶劑吸收法
        1.2.2 膜分離法
        1.2.3 低溫蒸餾法
        1.2.4 吸附分離法
    1.3 捕獲CO₂的吸附劑及其研究進(jìn)展
        1.3.1 CO₂吸附劑的特性
        1.3.2 活性炭
        1.3.3 沸石分子篩
        1.3.4 硅膠
        1.3.5 金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)
        1.3.6 活性氧化鋁
        1.3.7 堿金屬材料
        1.3.8 有序多孔碳
        1.3.9 活性碳纖維(ACFs)
    1.4 CO₂的催化轉(zhuǎn)化
        1.4.1 CO₂的催化和加氫轉(zhuǎn)化
        1.4.2 CO₂甲烷化
        1.4.3 Ni基催化劑
    1.5 本課題的研究意義和研究內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器和表征
    2.1 試劑與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 樣品的表征
        2.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.2 X射線粉末衍射(PXRD)
        2.2.3 熱重分析(TG)
        2.2.4 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.5 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)
        2.2.6 氮?dú)獾奈锢砦?br>        2.2.7 CO₂的物理吸附
        2.2.8 CO₂吸附熱的計(jì)算
        2.2.9 CO₂選擇性的計(jì)算
第三章 高吡咯氮摻雜微孔碳的制備及其表征
    3.1 引言
    3.2 高吡咯氮摻雜微孔碳的制備
        3.2.1 高吡咯氮摻雜微孔碳的前驅(qū)體的制備
        3.2.2 不同擴(kuò)孔時(shí)間的高吡咯氮摻雜微孔碳的制備
        3.2.3 不同堿碳比的高吡咯氮摻雜微孔碳的制備
        3.2.4 不同比例高吡咯氮摻雜微孔碳的制備
        3.2.5 不同原料高吡咯氮摻雜微孔碳的制備
    3.3 高吡咯氮摻雜微孔碳的表征與分析
        3.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
        3.3.2 X射線衍射(XRD)分析
        3.3.3 熱重(TG)分析
        3.3.4 紅外譜圖(FT-IR)分析
        3.3.5 比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析
        3.3.6 XPS分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 高吡咯氮摻雜微孔碳對CO₂/N₂的吸附性能研究
    4.1 引言
    4.2 理論基礎(chǔ)
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 CO₂吸附性能分析
        4.3.2 CO₂選擇性分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 原位合成有序介孔Ni/碳復(fù)合材料及其對CO₂吸附
    5.1 引言
    5.2 原位合成有序介孔Ni/碳復(fù)合材料
        5.2.1 甲階酚醛樹脂的制備
        5.2.2 有序介孔碳FDU-15的制備
        5.2.3 乙酰丙酮鎳的合成
        5.2.4 雙核鎳的合成
        5.2.5 八核鎳的合成
        5.2.6 Ni/介孔碳復(fù)合材料的合成
        5.2.7 溶解性實(shí)驗(yàn)
    5.3 結(jié)果分析與討論
        5.3.1 鎳源的表征
        5.3.2 透射電鏡(TEM)分析
        5.3.3 X射線衍射(XRD)分析
        5.3.4 比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析
        5.3.5 CO₂吸附分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文情況



本文編號：4053991