硅酸锂基吸附剂的制备及其吸附动力学分析

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1、蠻矣东乂《＊／心吁ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ中国第－所现代大学ＦＯＵＮＤＥＤＩＮ１８９５＞＾ＩＩＩｎ，膠ｍｙ議硕±学位论文＞漏学科专业；工业催化ｗＢ作者姓名；谢洪燕Ｉ指导教师；Ｔ形副教授，＾？＇厮麵；天津大学研究生院２０１５年５月－？ｉ■，＇？？．．？－？，＇＇一■＂’一■－？一＜—－—Ｗ？■＞－－一－．－＊Ｔ－；．■＞－－？－■、■沪？＜－－．＊．、．．？〇＂？．５一，■＿独创

2、性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研巧］：作和取得的研究成果，除了文中特别加巧标注和致谢么处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果．也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＇■王。巧年学位论文作者签名：Ｚ射式藉签字日期：５月进日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使巧学位论文的规定。特授权天津大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，。扫、汇阅

3、和阅同意学并采用影印、缩印或描等复制手段保存编化供查借校国家有关部。向口或机构送交论文的复印件和磁盘（保密的学位论文在解密盾适用本授权说）明式、：：导师签学位论文作者签名名敬燕签：切ｙ５：字日期年月巧日签字日期年月日杏ＩＳ巧＾硅酸锂基吸附剂的制备及其吸附动力学分析Thepreparationandadsorptionkineticanalysisoflithiumorthosilicatebasedadsorbents学科专业：工业催化研究生：谢洪燕指导教师：丁彤副教授天津大学化工学院二零一五年五月摘要当前温室效应成为人类社会可持续发

4、展面临的全球性问题，CO2是引发温室效应的主要原因。随着化石能源的大量消耗，高温烟道气成为CO2的长期稳定集中的来源。因此，制备高温下能有效脱除CO2的吸附剂成为人们的研究热点。高温CO2吸附剂主要有钙基吸附剂、水滑石吸附剂、锂基吸附剂。其中钙基吸附剂再生温度高，容易烧结；水滑石吸附剂吸附量较低；在锂基吸附剂中，硅酸锂因其吸附量大、吸附速率快、循环性能好，成为最具潜力的CO2高温吸附剂。在前期工作的基础上，本文尝试改变制备方法和离子掺杂的方法，进一步改善硅酸锂在高温下的CO2吸附性能，具体工作包括三个部分：（1）以高岭土-SiO2为硅源，硝酸锂为锂源，采用浸渍

5、沉淀法制备硅酸锂基吸附剂，实验过程中，探讨了浸渍沉淀法的最佳制备工艺条件，考察了不同制备方法对硅酸锂基吸附剂吸附性能的影响。实验采用X射线衍射粉末仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、N2等温吸附脱附分别观察和分析了硅酸锂基吸附剂的结构特征、表面形貌及比表面积，并使用差热-热重联用分析仪（DTA-TG）测试了样品对CO2的吸附性能。实验结果表明，浸渍沉淀法的最佳制备条件为，浸渍沉淀法的最佳制备条件为浸渍温度为40℃，750℃下煅烧4h；浸渍沉淀法制备的样品的颗粒较小，分布均匀，表面积较大，其吸附性能明显优于固相法制备的样品。（2）在上述工作的基础上，通过掺杂改性，

6、进一步降低其吸附温度，扩展其在吸附强化反应中的应用。通过掺杂不同的铝源，发现铝源对硅酸锂基吸附性能具有较大的影响，其中以煅烧埃洛石纳米管为铝源，制备的吸附剂在中高温下具有较好的吸附效果，煅烧埃洛石纳米管的最佳掺杂量为x=1.04%，(1-x)Li4SiO4xAl2O3。（3）通过双指数模型进行动力学分析，讨论制备方法及掺杂改性对吸附过程的影响。关键词：固相法；浸渍沉淀法；埃洛石纳米管；双指数模型；二氧化碳ABSTRACTRecently,thegreenhouseeffecthasbecometheglobalproblem,whichisagreatcha

7、llengeforsustainabledevelopmentofhumansociety.Andcarbondioxide(CO2)isthemaingreenhousegas.Withthemassconsumptionoffossilfuels,hightemperaturefluegashasbecomethelong-termstabilitysourceofCO2.Therefore,thepreparationofhightemperatureCO2adsorbentswithhigheffectiveadsorptionperformanceh

8、asbecomedtheresearc