陈雪姣 毕业答辩 修改1

铝基介孔材料吸附C02的研究,姓名：陈雪姣专业：化学工程与工艺学号：Z100101508,汇报内容,1.研究背景与意义2.研究目的与内容3.研究结果与讨论4.结论,1.研究背景及意义,温室气体的组成与来源,从电厂尾气中捕集回收CO2是促进其减排的一项重要环保任务,CO2捕集方法的选取,吸附剂的选取,有序介孔氧化铝是具有应用价值的典型介孔材料,2.研究目的与内容,2.3吸附剂的表征,2.1吸附剂的合成及有机改性,2.4吸附剂对CO2吸附性能测定,目的：制备一种吸附性能好、成本低廉的CO2吸附剂并研究与其他吸附剂的混合从而用于捕集电厂尾气中的CO2。,内容,2.1吸附剂的合成和改性,有序介孔氧化铝的合成,沉淀反应,老化,碳酸铵,煅烧,有序介孔氧化铝(OMA),干燥,硝酸铝,聚乙二醇（PEG）,抽滤洗涤,实验装置,有机改性有序介孔氧化铝,2.2吸附剂的表征,表征方法,氮等温吸附脱附,X射线衍射,透射电镜,比表面积孔径分布、孔容,定性、定量分析原子内部结构,晶体形态观察与鉴定,红外光谱,研究分子的结构和化学键,2.3吸附剂对CO2吸附性能测定,1、氮气钢瓶;2、氮气、氧气、二氧化碳混合气钢瓶;3、减压阀;4、干燥器;5、针型阀;6、转子流量计;7、预热器;8、固定床;9、温控仪;10、气相色谱分析仪;11、气相色谱工作站,1、真空干燥箱；2、循环水式真空泵,吸附装置,再生装置,OMA、PEI-0MA、APTES-OMA的小角XRD谱图,由此图可看出在1附近存在一个明显的衍射峰，峰强度比较大，说明改性前后的有序介孔氧化铝孔道都具有一定的有序性。,b,c,a,1,3、研究结果与讨论,3.1吸附剂表征结果,APTES-OMA和PEI-OMA氮等温吸附脱附曲线及孔径分布曲线,改性后比表面积、孔容和平均孔径均减小，但曲线仍呈朗格缪尔型，有H1型迟滞环，表明改性后的OMA仍具有一定的孔道结构，稳定性较好。,2,OMA、APTES-OMA和PEI-OMA的透射电镜图,经过APTES改性后，APTES-OMA继续保持了原有的形貌。经PEI改性后，PEI-OMA样品结构也很致密，其仍然保持了整齐的“蠕虫”状的孔道结构。,(1)OMA,(2)APTES-OMA,(3)PEI-OMA,3,OMA和PEI、APTES-OMA的红外谱图,红外图谱分析可知，在1200cm-1附近出现了C-H的伸缩振动，2900cm-1处为氨基的弯曲振动吸收峰，1053cm-1处是Si-O的伸缩振动吸收峰，说明PEI与APTES已经成功接枝到OMA表面。,4,3.2APTES-OMA吸附CO2性能测定,不同负载量(质量分数)的APTES-MA对CO2的吸附量曲线,随着APTES负载量的增多，吸附位点变多，吸附量随之增大；当负载量过高时(20wt.%)，引起孔道堵塞，比表面积下降，孔道内扩散降低，吸附剂对CO2的吸附量逐渐减小。实验范围内适宜的负载量为10wt.%。,3.3APTES-OMA再生性能的研究,不同再生时间的10%APTES-OMA对CO2的吸附量柱状图,随着再生次数增加，饱和吸附量略有增加，然后趋于稳定。说明在此再生条件下，APTES-OMA的再生性能具有较好的稳定性。,3.4PEI-OMA吸附CO2的性能测定,不同负载量(质量分数)的PEI-OMA对CO2的吸附量曲线,随着PEI负载量的增多，吸附位点变多，吸附量随之增大；在实验范围内，当负载量近20wt.%左右了，吸附量相对较高，则在实验范围中适宜负载量为20wt.%。,3.5PEI-OMA再生性能的研究,不同再生时间的20%PEI-OMA对CO2的吸附量曲线,随着再生次数增加，饱和吸附量略有增加，然后趋于稳定。说明在此再生条件下，PEI-OMA的再生性能具有较好的稳定性。,1)APTES改性的有序介孔氧化铝对CO2的饱和吸附量较改性前有明显提高，在实验条件下，较适宜的负载量为10wt.%，饱和吸附量为96.52mg/g。2)PEI改性的有序介孔氧化铝对CO2的饱和吸附量较改性前有明显提高，较适宜的负载量为20wt.%，饱和吸附量为95.41mg/g。3)4次再生实验表明其吸附能力较为稳定，再生效果较好。,3.2本章小结,3.6复合型吸附剂吸附CO2的性能测定,不同类型吸附剂对C02的吸附量曲线,由图可得，单种OMA、NAY吸附剂的吸附量相差不大，OMA吸附性能略高于NAY，当适当吸附剂复合时则吸附效果明显提高。,1.吸附剂种类的影响,2.吸附剂混合形式的影响,不同混合形式的铝基混合型吸附剂对CO2的吸附量曲线,如图所示，NAY-OMA的混合形式不同吸附量有所差距，当NAY-OMA分层填装时，并且在OMA在上层的情况下的吸附量较高。,3.吸附剂混合比例的影响,不同配比铝基复合型吸附剂吸附性能的测定,不同配比的混合型吸附剂根据OMA-NAY的比例不同，吸附量有所差异，实验数据所得，当NAY-OMA的比例为1:2时，吸附量较高。,通过对吸附剂混合形式以及混合比例的研究，复合型优于单一性；并得出当NAY分子筛与有序介孔氧化铝的混合比例为1:2时，吸附效果较优。,3.7本章小结,4、结论,1.以Al(NO3)3为铝源，(NH4)2CO3为沉淀剂，PEG为模板剂，制备的有序介孔氧化铝具有比表面积大、孔径分布窄且孔结构有序等特点。分别经APTES和PEI改性后，吸附剂在表面吸附性能明显提高的同时保持了有序的孔道结构。,2.对吸附饱和的样品在120下恒温加热3h进行再生，重复4次后APTES和PEI改性后的OMA其吸附能力稳定，表明改性后的吸附剂再生后的吸附效果明显较好，具有较好的稳定性，可以多次重复利用。3.综合比较复合型吸