固体吸附剂吸附二氧化碳的研究进展_厉向杰

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1、DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2012.02.029Feb．2012现代化工第32卷第2期·24·ModernChemicalIndustry2012年2月固体吸附剂吸附二氧化碳的研究进展厉向杰，张秋禹，张宝亮，范新龙，雷星锋(西北工业大学理学院，陕西西安710072)摘要:综述了近年来介孔硅分子筛负载型吸附剂、聚合物负载型吸附剂、沸石负载型吸附剂、活性炭等不同载体CO2固体吸附剂的制备及其对CO2的吸附性能研究情况，同时指出了该研究领域中仍存在的一些问题。关键词:固体吸

2、附剂;CO2吸附;分子筛;沸石;活性炭;多孔聚合物中图分类号:O69;TQ12文献标识码:A文章编号:0253－4320(2012)02－0024－04DevelopmentofsolidadsorbentsforCO2adsorptionLIXiang-jie，ZHGANGQiu-yu，ZHANGBao-liang，FANXin-long，LEIXing-feng(SchoolofScience，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi＇an710072，China)Ab

3、stract:ThisreviewhighlightsthedevelopmentofthepreparationandadsorptionpropertiesofdifferentCO2solidadsorbentssuchassilicamolecularsieve，polymer-basedadsorbent，zeolite-basedadsorbentandactivatedcarbon．Moreover，theissueswhicharestillpresentedinthisfieldarepoi

4、ntedout．Keywords:solidadsorbents;CO2adsorption;molecularsieve;zeolite;activatedcarbon;porouspolymer近年来，温室效应引起的全球性气候变化已逐溶胶－凝胶、乳化等过程，利用有机物与无机物之间渐成为备受重视的环境问题，CO2作为温室效应的的界面作用制备得到的一种具有规则孔道结构的氧最大贡献者，其在大气中的含量正与日俱增，并在不化硅基有序介孔材料。介孔硅分子筛具有大的比表断加剧全球气候和生态的恶化。我国是仅次于美国面积和

5、在2～10nm内可调的均一的孔径分布，在吸的世界第二大CO2排放国，如果不采取相应有效的附、分离与催化等领域有广阔的应用前景。在介孔控制手段，预计将在20年内超过美国成为头号排放硅分子筛上进行胺基修饰就可得到介孔硅分子筛负国。CO2的主要来源有烟道气、动物呼吸、汽车尾气载型CO2吸附剂，目前，用于吸附CO2的介孔硅分［6］［7］等，目前分离与捕获CO2的主要方法有溶剂吸收子筛主要为M41S系列和SBA－x系列。［1］［2］［3－5］1.1M41S系列法、膜分离法、固体吸附法等。其中，溶剂吸收法最为成熟，以其工

6、艺及设备简单，已经应用于M41S系列介孔硅分子筛是由Mobil公司开发工业化生产，但此方法存在吸收剂再生困难、设备容的MCM(mobilcompositionofmatter)系列硅基介孔易腐蚀等问题;膜分离法则由于分离效率低、膜放大分子筛，其中在CO2吸附方面应用较广的是MCM－［6］困难及难以实现工业化等问题在应用上受到限制;41、MCM－48。［8－9］固体吸附法是相对较晚兴起的CO2吸附分离技术，Xu等以聚乙烯亚胺(PEI)为胺化试剂制与溶剂吸收法及膜分离法相比，具有工艺简单、对设备了胺基修饰的MCM

7、－41介孔硅分子筛(MCM－备腐蚀性小、吸附剂回收再生能耗低等优点，因此，41－PEI)，并考察了制备方法、溶剂类型、溶剂/该技术在CO2吸附分离领域发展迅速。MCM－41比值、添加剂、MCM－41中Si/Al质量比及固体吸附法是指采用固体吸附剂对CO2进行被吸附气是否含水等因素对CO2吸附性能的影响。分离和捕集，其中固体吸附剂多指多孔固体材料负结果显示制备过程中，一步浸渍法＞两步浸渍法＞载型吸附剂。固体吸附剂的多孔固相载体可以分为机械搅拌法，所采用溶剂种类对产物的CO2吸附性介孔硅分子筛、沸石、聚合物多孔材

8、料、活性炭等。能基本无影响，增大溶剂/MCM－41、MCM－41中Si/本文将对上述不同载体CO2固体吸附剂的制备及Al质量比、加入添加剂(聚乙二醇)以及被吸附气中其对CO2的吸附性能研究情况进行评述。水的存在都能增大产物的CO2吸附量。MCM－41－PEI对CO2的吸附量最高可达5.59mmol/g。Hey-1介孔硅分子筛负载型吸附剂［10］dari－Gorji等同样以PEI为胺化试剂，采用浸渍介