混合胺修饰的介孔硅胶吸附CO2性能研究
CO_2吸附剂的研究
CO_2吸附剂的研究
卞子君;唐圣杰;夏岩;李瑞利
【期刊名称】《大连理工大学学报》
【年(卷),期】2011()S1
【摘要】利用介孔材料MCM-41作为吸附剂实现CO2的吸附,以达到控制CO2排放的目的.将MCM-41作为载体,实现材料表面氨基修饰,从而提高MCM-41材料的吸附性能.为使原料粉末适用于工业应用,利用高温烧结法及低温压片法对粉末进行成型,形成特定的固体颗粒,由实验结果可以看出高温烧结法成型的颗粒坚硬且耐溶剂性能强.采用茚三酮比色法,实现氨基嫁接率的测定.经测定得到吸光度与氨基浓度的回归方程.
【总页数】4页(P15-18)
【关键词】MCM-41;氨基修饰;成型;茚三酮
【作者】卞子君;唐圣杰;夏岩;李瑞利
【作者单位】华东理工大学化学与分子工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】N55
【相关文献】
1.夏季3A、5A吸附剂对奶牛舍CH_4、NH_3、CO_2及H_2S的吸附研究 [J], 张小飞;谢景龙;邵伟;余雄
2.五乙烯六胺改性制备CO_2吸附剂及其对模拟烟气中CO_2捕集性能的研究(英
文) [J], 韦力;靖宇;高正明;王运东
3.分离CO_2吸附剂研究进展 [J], 张孟宇;钟声;苏伟
4.硅基多孔材料改性固体吸附剂吸附CO_2研究进展 [J], 赵培玉;张国杰;徐英;孙映晖;刘继伟;侯鹏;张永发
5.改性硅胶吸附剂用于CO_2/CH_4吸附分离的研究 [J], 王洪梅;罗仕忠;吴永永;孙思;李通
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
二氧化硅的形貌调控及其吸附性能研究
二氧化硅的形貌调控及其吸附性能研究全球气候变化是人类迄今面临的最重大环境问题，也是21世纪人类面临的最复杂挑战之一。
化石燃料燃烧排放的C02是造成全球气候变化的主要原因，对全球变暖的贡献率已超过了 60%o在众多捕集工业废气中C02的技术中，吸附分离是最有效的技术之一，而且一直备受研究者的青睐。
而在吸附分离技术中，研发具有高吸附容量、高选择性和良好循环利用性能的C02吸附剂成为技术的关键。
在研发的各类C02吸附剂中，以氨基修饰的介孔材料最受关注，因为其具有高比表面积、大孔容、孔径可调等优点，在CO2吸附、分离及存储等领域展现了广阔的应用前景。
另一方面，甲醛是一种常见的室内空气污染物，长期处于含有甲醛的环境中，即使是在很低浓度(低于lppm)下也对人体的健康不利，因此室内空气污染已经成为了重要的社会问题。
吸附,洗气和高级氧化技术已经运用于去除空气中挥发性有机化合物(VOCs),比如甲醛和丙酮。
在上述方法中，吸附法是一种更简便而且有效的去除气体甲醛的方法。
本论文主要工作包括以下内容：1)氨基功能化单分散多孔Si02微球的制备及其 C02吸附性能研究。
氨基功能化单分散多孔Si02微球是通过在水-乙醇-十二胺的混合溶液中将正硅酸乙酯(TEOS进行水解和缩合反应，并在600C下燼烧，最后利用四乙烯五胺(TEPA)进行表面功能化制备得到的。
样品的C02吸附性能是通过Chemisorb2720脉冲化学吸附系统进行分析。
结果显示，锻烧温度对Si02微球的比表面积，孔体积和孔径都有着显著的影响。
随着锻烧温度的升高，比表面积和孔体积增大，而孔径随之减小。
600C下锻烧的S102微球的比表面积和孔体积分别达到921m2/g和0. 48cm3/go在氨基功能化之后,样品的比表面积和孔体积大幅度降低,分别降至34m2/g和0. 08cm3/g,这是由于孔道被TEPA分子填充引起的。
所有TEPA功能化的样品表现出了优良的C02吸附性能，其C02吸附性能与样品的TEPA负载量，吸附温度和比表面积有关。
胺基吸附co2
胺基吸附co2
胺基吸附CO2的研究已经成为减少温室气体排放的重要途径之一。
胺基化合物具有亲和力强、高效吸附CO2的特性，因此被广泛应用于CO2捕获和储存技术中。
本文将从胺基吸附CO2的原理、应用以及研究进展等方面进行探讨。
胺基吸附CO2的原理是基于胺基化合物与CO2之间的化学反应。
通过与CO2发生化学反应，胺基化合物能够将CO2稳定地吸附在其表面或孔隙中。
这种吸附作用可以通过调节胺基化合物的结构和功能化来实现，从而提高吸附CO2的效率和选择性。
胺基吸附CO2的应用主要包括CO2捕获和储存技术。
CO2捕获是指从工业废气或燃煤电厂等源头捕获CO2，并将其转化为稳定的化合物或储存起来，以减少CO2的排放。
胺基吸附材料作为一种有效的CO2捕获剂，可以实现高效、低成本的CO2捕获。
此外，胺基吸附材料还可以应用于CO2的储存和封存，将CO2永久地储存于地下或其他适宜的地方。
胺基吸附CO2的研究正在不断取得进展。
研究人员通过改进胺基化合物的结构和功能化，提高了胺基吸附材料的CO2吸附能力和选择性。
同时，他们还在寻找新的胺基化合物，以提高CO2的吸附效果。
此外，研究人员还研发了新型的胺基吸附材料，如基于金属有机骨架材料的吸附剂，以进一步提高CO2的吸附效率。
胺基吸附CO2是一种有效的CO2捕获和储存技术。
通过调节胺基化合物的结构和功能化，胺基吸附材料可以实现高效、低成本的CO2捕获。
随着研究的不断深入，相信胺基吸附CO2技术将在减少温室气体排放方面发挥越来越重要的作用。
我们应该继续支持和关注这一领域的研究，为实现可持续发展做出贡献。
新型含氮多孔有机聚合物材料吸附CO2的研究进展
第47卷第14期2019年7月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.47No.14Jul.2019新型含氮多孔有机聚合物材料吸附CO 2的研究进展*巩苗苗,徐文轩,刘 栋,张 宁,邵先钊(陕西理工大学化学与环境科学学院,陕西省催化基础与应用重点实验室,陕西 汉中 723000)摘 要:含氮有机聚合物材料是一类具有较高比表面积的多孔材料,材料骨架中含有富电子的氮物种,可与二氧化碳产生较强的相互作用,能够显著提高二氧化碳的吸附性能㊂以含氮多孔有机聚合物材料为基础,介绍了该类聚合物材料的分类㊁结构㊁性质和特点以及对二氧化碳的吸附性能,综述了含氮多孔有机聚合物材料在二氧化碳吸附方面的最新进展,探讨了其在吸附应用中存在的问题,展望了含氮多孔有机聚合物材料在吸附二氧化碳方面的发展趋势㊂关键词:含氮多孔有机聚合物;二氧化碳;吸附;进展;展望 中图分类号:TH3 文献标志码:A 文章编号:1001-9677(2019)14-0020-07*基金项目:国家自然科学基金(No:201503125);陕西省大学创新创业训练项目(No:201824033)㊂第一作者:巩苗苗(1997-),女,本科生,研究方向为二氧化碳吸附㊂通讯作者:邵先钊,副教授,硕士生导师,研究方向为二氧化碳催化转化㊂Research Progress on Adsorption of CO 2by New Nitrogen-containingPorous Organic Polymer Materials *GONG Miao -miao ,XU Wen -xuan ,LIU Dong ,ZHANG Ning ,SHAO Xian -zhao(College of Chemistry and Environmental Science,Shaanxi University of Science and Technology,ShaanxiKey Laboratory of Catalysis Foundation and Application,Shaanxi Hanzhong 723000,China)Abstract :Nitrogen-containing organic polymer material is a kind of porous material with a high specific surface area.The material skeleton contains electronic -rich nitrogen species,which can have a strong interaction with carbon dioxide and can significantly improve the adsorption performance of carbon dioxide.Based on porous nitrogenous organic polymer materials,the classification,structure,properties,characteristics and adsorption performance of carbon dioxide of this kind of polymer materials were introduced.The latest progresses on CO 2adsorption of nitrogen organic porous polymer materials were reviewed,the problems existing in the applications of adsorption were discussed,and the development trend of porous nitrogenous organic polymer materials in carbon dioxide adsorption was prospected.Key words :nitrogen organic polymer porous;carbon dioxide;adsorption;progress;prospect随着社会的发展,人们对能源的需要与日俱增,随之而来的是以化石燃料为主的能源体系造成的温室气体的大量排放导致两极地区的冰川大量融化,全球海平面上升,旱涝等灾害性天气加剧等问题,严重影响了人类的安全和繁荣,甚至威胁人类的生存和发展㊂二氧化碳占温室气体总量的75%㊂为了改善气候变化带来的不利影响,保护环境和充分利用资源,减少二氧化碳排放已成为人们的共识㊂目前工业上主要采用液态胺吸附剂进行碳捕捉,这类吸附剂主要面临:在吸附脱附CO 2的过程中有胺的损失,使再生循环效率低,对环境造成二次污染,解析能耗高等缺点㊂基于这些缺点,人们又开发了一些固体吸附剂如碳质吸附剂[1]㊁金属骨架材料[2]㊁沸石分子筛[3]㊁硅胶㊁硅基介孔分子筛㊁锂盐等,这些固体吸附剂主要是基于物理作用吸附CO 2,吸附量和选择性有待提高㊂因此,需要一类兼具高吸附量和高选择性的固体吸附剂㊂本文简述了新型含氮多孔有机聚合物为吸附剂吸附二氧化碳所取得的成果,并预测了该类材料将来在吸附二氧化碳方面的应用,以期能为进一步研究二氧化碳吸附提供指导和建议㊂1 含氮有机聚合物吸附二氧化碳研究进展CO 2是对称的线性分子,其分子轨道如图1所示㊂分子中形成两个稳定的三中心四电子离域键,这种离域π轨道是各有两个O 原子提供的2P 轨道组合成的,属于非键轨道㊂电子云主要束缚在两个O 原子上,而O 原子的电负性较大,因而这两对最高占有轨道(HOMO 轨道)上电子的反应性相对较差;C 原子中心所处的最低占有轨道(LUMO 轨道)是缺电子中心,具有Lewis 酸的性质,可以看作亲电中心㊂CO 2的分子结构决定了它是弱电子给体及强电子受体㊂针对CO 2分子特点,有效的调节吸附剂的结构,可获得具有高吸附量和高选择性的吸附材料㊂含氮有机聚合物材料是一类具有较高比表面积的多孔材料,材料骨架中引入富电子的氮元素,可与CO 2产生较强的物理化学作用,能够显著提高CO 2的吸附量以及与其他气体的分离能力㊂相比分子筛㊁活性炭和金属有机骨架(MOFs)而言,含氮第47卷第14期巩苗苗,等:新型含氮多孔有机聚合物材料吸附CO2的研究进展21多孔有机聚合物材料的骨架完全由有机分子通过共价键连接而成,有机合成方法学的多样性,可以在很大范围内通过改变有机分子的官能团和采用不同的合成手段来构建不同功能化的含氮有机聚合物材料㊂另外,绝大部分含氮有机聚合物通常对空气㊁环境湿度或者更苛刻的环境有非常好的稳定性㊂依据氮物种的不同,主要可分为以下七种:芳香胺㊁咪唑㊁三唑㊁三嗪㊁三聚氰胺㊁偶氮类㊁希夫碱类等㊂这些含氮多孔有机聚合物材料常压下对CO2的吸附量见表1㊂图1 二氧化碳的分子特点Fig.1 Molecular characteristics of carbon dioxide 表1 不同含氮多孔有机聚合物材料对CO2的吸附量Table1 Adsorption of CO2by different nitrogen-containing porous organic polymer materials含氮多孔有机聚合物的分类材料名称(缩写)吸附条件吸附量参考文献芳族胺功能化多孔有机聚合物PECONF273K㊁1bar3.50mmol/g[5] TBMID273K㊁1bar3.30mmol/g[6]TBMOPs273K㊁1bar4.05mmol/g[7]298K㊁1bar1.00mmol/g[7]苯并咪唑类多孔有机聚合物BILP-1298K㊁1bar2.97mmol/g[10] BILP-4273K㊁1bar5.34mmol/g[9] BILP-15273K㊁1bar2.60mmol/g[13] BILP-16273K㊁1bar3.41mmol/g[13] TBILP-1273K㊁1bar5.18mmol/g[12] PPN-101273K㊁1bar5.34mmol/g[14] BILP-12273K㊁1bar5.07mmol/g[15]三唑交联多孔有机聚合物四面体基多三唑298K㊁1bar2.20mmol/g[17]三嗪多孔有机聚合物TNCMP-2298K㊁1bar1.45mmol/g[23] PAF-56P298K㊁1bar1.52mmol/g[24] FCTF-1-600298K㊁1bar24.3%(ω)[22]偶氮多孔有机聚合物偶氮COPs273K㊁1bar2.50mmol/g[8] ALP-1273K㊁1bar5.36mmol/g[29]希夫碱共价有机多孔聚合物TPPA-1273K㊁1bar3.48mmol/g[32] TPPA-2273K㊁1bar2.86mmol/g[32] TpPa-1273K㊁1bar4.95mmol/g[34] Dha Tph273K㊁1bar2.91mmol/g[35] COF-JUL2273K㊁1bar4.93mmol/g[37] CPOP-1273K㊁1bar4.81mmol/g[38] PPF-1273K㊁1bar3.09mmol/g[38]1.1 芳族胺功能化多孔有机聚合物芳香胺基多孔有机聚合物是指含有胺基的聚合物材料,胺基直接与单体的芳香环结合㊂按照氢原子被取代的数目,这类POPs可分为三种:一级㊁二级和三级芳香胺基材料㊂在一级芳香胺基POPs中,CO2吸附能力通常与氮官能团以及微孔孔径有关[4]㊂例如,EI-Kaderi等[4]以1,3,5,7,-四(4-乙酰基苯)金刚烷(TAPA)为单体,利用酸催化的环三聚反应,合成了NPOF-4㊂通过后修饰合成方法,引入-NO2,并进一步还原成-NH2㊂最终成功制备出NPOF-4-NH2,CO2吸附热(QST)由23.2kJ/mol(NPOF-4)上升到30.1kJ/mol(NPOF-4-NH2)(见图2[4])㊂显著增加的吸附热源于CO2的偶极矩,它与极性NH2基团形成更强的相互作用㊂除了增强CO2吸附的亲和力外,修饰后使NPOF-4-NH2的孔径比NPOF-4窄,从而通过多壁相互作用使NPOF-4-NH2的吸附热更高㊂图2 NPO-4合成示意图及其合成后修饰Fig.2 Schematic diagram of NPO-4synthesis and itspost-synthesis modification22 广 州 化 工2019年7月二级芳香胺基团的存在促进了聚合物与CO 2之间良好的相互作用,从而增强了CO 2的吸收㊂Landskron 课题组通过伯胺与卤化单体之间的反应,将仲芳胺基引入聚合物中,除去生成的卤化氢,单体交联形成具有高密度的二级芳胺基团的网络(PECONF)㊂PECONF 在273K 和1bar 的CO 2吸附量为3.50mmol /g [5]㊂将二级芳胺基团引入多孔有机聚合物的另一种方法是通过Sonogashira 偶联反应,在聚合中使用含有二级芳胺基团的单体,在靛蓝单体中引入二级芳胺基团(TBMID)[6]㊂次级芳香胺基团与CO 2之间的强偶极-四极的相互作用赋予TBMID 对CO 2具有高的亲和力,其对CO 2吸附热达到33.5kJ /mol㊂TBMID 在273K 和1.13bar 下,对CO 2吸附量达到了3.30mmol /g,其中CO 2/N 2的选择性为58.8㊂到目前为止,已经报道了多种含有叔芳香胺基团的POPs [7-8]材料㊂其中一个典型的例子是Tröger base 衍生的微孔有机聚合物(TB-MOPs)[7]㊂在TB-MOPs 的合成中,末端芳香胺是通过一锅法无金属合成方法,连接到四面体单体上的末端胺的还原而形成的㊂结果表明在273K 和298K 下,CO 2吸附量分别为4.05mmol /g 和1mmol /g㊂TB -MOPs 除具有较高的CO 2吸收率外,在273K 和298K 下,对CO 2的选择性也优于N 2,分别为45.2和50.6㊂此外,测定结果表明吸附热在24.5~29.5kJ /mol 范围内,TB-MOPs 材料吸附热较高,但仍低于化学吸附过程,这可能是由于多壁相互作用的固有的微孔结构导致的高CO 2吸附量㊂值得指出的是,芳香胺基多孔有机聚合物对CO 2的吸收与芳香胺(一级㊁二级或三级)类型之间的总体趋势尚不明确㊂POPs 对CO 2的吸附是多个变量的结果,如固有孔径㊁表面积和极性基团的密度等㊂一般来说,芳胺氮位上的电荷密度比烷基胺低,所以芳胺与烷基胺相比对CO 2的亲和力较低㊂然而,芳胺掺入的多孔有机聚合物则对CO 2吸附的表现性能优异,并且被认为是具有高稳定性的良好CO 2吸附剂,这是由于提高永久孔隙率的芳香单元的刚性所造成的㊂1.2 苯并咪唑连接的多孔有机聚合物Kaderi 等通过冷凝聚合制备了一系列苯并咪唑-咪唑联聚合物(BILPS)[9-12]㊂如由2,3,6,7,10,11-六氨基三苯(HATP)和四(4-甲酰苯基)甲烷(TFPM)无模板合成的BILP-1的比表面积为1172m 2/g,孔径分布0.68nm,由于孔径处在超微孔区以及咪唑环的特殊结构,在298K 和1bar 下,对CO 2吸附量为2.97mmol /g (见图3[10]),CO 2/N 2分离比达到70,CO 2/CH 4分离比达到10㊂值得注意的是,由于咪唑环的化学稳定性,BILP-1在2M HCl 的存在下是稳定的㊂BILP-4的比表面积为1135m 2/g,在273K 和1bar 下,对CO 2吸附量高达5.34mmol /g [9]㊂由于可极化的存在,CO 2分子通过偶极-四极相互作用和(或)咪唑的无质子和质子化氮位点的氢键与骨架的良好相互作用,BILP 对N 2和CH 4具有较高的CO 2吸附量和选择性㊂图3 BILP-1的合成[10]Fig.3 Synthesis of BILP-1[10]为了研究酸对BILPs 组织结构特性的影响,在合成中使用了无HCl 的胺构建单元和不同酸/胺比的稀释酸[11]㊂根据提出的咪唑基团形成机理,酸质子化羰基㊂并催化亚胺键的形成㊂由于亚胺键的形成是可逆的,因此可以使用酸来控制缩合速率,从而改善聚合物的表面积㊂通过优化HCl 的用量和浓度,BILP-15和BILP-16的表面积分别提高了92%和47%㊂在273K 和1bar,CO 2的吸附量从2.60mmol /g 增加到3.41mmol /g [13]㊂2014年,Kaderi 研究组还报道了通过2,4,6-三(4-甲酰苯基)-1,3,5-三嗪(TFPT)与1,2,4,5-苯乙醚-四氯化胺(BTA)和2,3,6,7,14,15-六亚胺(HATT)的缩合反应合成三嗪基苯并咪唑连接聚合物(TBILP-1和TBILP-2)[12]㊂TBILP-1在298K 时,对CO 2/N 2具有很高的选择性(63)㊂在1bar 和273K 时,CO 2的吸附量显著升高至5.18mmol /g,这归因于路易斯碱1,3,5-三嗪和咪唑建筑单元的组合效应㊂两种TBLIPs 对CO 2均表现出具有中等的吸附热,这有利于在环境温度下对CO 2吸附和解析㊂同年,Zhou 研究组[14]报道了由四面体醛和胺单体合成含有苯并咪唑单元PPN-101,PPN-101的BET 比表面积为1095m 2/g,在273K 和1bar 下CO 2的吸附量为5.34mmol /g,在这个条件下计算得到CO 2/N 2选择性为199㊂苯并咪唑衍生的BILP 还以其高比表面积㊁化学稳定性和富氮孔壁而闻名,这在CO 2捕获和分离方面具有很大的潜力㊂Sekizkardes 等[15]合成了四种新的芘衍生的BILP(见图4[15])㊂BILP-10㊁11㊁12㊁13的BET 表面积分别为787㊁658㊁1497㊁677m 2/g㊂其中,BILP-12在273K 和1bar 下对CO 2的吸附量最高,为5.07mmol /g,而BILP-11在298K 时对CO 2/N 2的选择性最好为56㊂图4 BLIP-10㊁BIL-11㊁BLIP-12和BILIP-13的合成[15]Fig.4 Synthesis of BLIP-10㊁BIL-11㊁BLIP-12and BILIP-13[15]1.3 三唑交联多孔有机聚合物三唑连接的POPs 通常是通过叠氮化物和炔基部分之间的点击反应合成[16]的,例如,Cooper 等[17]报道了一系列通过点击反应合成的网状体系(见图5[18])㊂其中,网状体系C 是指由四面体单体通过点击化学形成的四面体基多三唑㊂在所研究的网状体系中,虽然网状体系C 的表面积不是最高的,但在298K 和1bar 时表现出最高的CO 2吸收量(2.20mmol /g)㊂网状体系C 最有希望的CO 2吸收性能源于网络中的富含电子的三唑单元㊂此外,在低覆盖度下,网状体系C 具有最高的吸附热(33.7kJ/mol),这对于在低压条件下发生的燃烧后碳封存非常重要㊂第47卷第14期巩苗苗,等:新型含氮多孔有机聚合物材料吸附CO 2的研究进展23图5 网状体系C 的合成路线Fig.5 Synthesis route of reticular system C1.4 三嗪类多孔有机聚合物在多孔有机聚合物材料(POPs)中引入稳定的吸电子三嗪单元有利于POPs 材料的稳定性和电子结构[19]㊂三嗪连接的POPs 是由Thomas 等[20]首先通过离子热合成反应开发的有序微孔材料㊂在400℃下,腈单元在熔融氯化锌中三聚可得到多孔有机聚合物㊂后来,Han 等[21]又报道了全氟化三嗪连接骨架(FCTF-1)㊂全氟化材料通常表现出疏水性以及对CO 2的非凡亲和性㊂特别是FCTF-1具有以下优点:(1)富氮骨架有利于CO 2的吸附,而其电负性可以进一步增强与CO 2的静电相互作用;(2)FCTF-1掺入了较小的孔径(小于0.5nm),这可以通过多壁相互作用促进CO 2的吸附;(3)FCTF-1单元的疏水性质使材料具有很大的水稳定性,更重要的是,FCTF-1即使在有水的情况下也能保持其高的CO 2捕集性能;(4)由于不涉及强烈的化学吸附,再生容易㊂含氟三嗪基纳米多孔有机聚合物FCTF-1-600在低压下的二氧化碳吸附量可达24.3%(273K,1bar)[22]㊂2012年,Cooper 小组[23]报道了钯催化Sonogashira 交叉偶联反应合成的一系列苯相连的1,3,5-三嗪键(TCMPs)的共轭微孔聚合物㊂结果表明,TNCMP -2具有较高的表面面积(995m 2/g),在298K 和1bar 时CO 2吸附量为1.45mmol /g㊂在2015年,Zhu 等[24]报道了用三聚氯氰与对叔苯基单体交联合成的多孔芳构骨架PAF-56P (见图6[24])㊂PAF-56P 是具有12.0Å的大孔径三维骨架,在298K 和1bar 下表现出中等的CO 2吸附量(1.52mmol /g)㊂将PAF -56P 与玻璃态聚砜(PSF)复合,所制成的PAF-56P /PSF 的中空纤维膜可用于CO 2的捕集,由于PAF-56P 骨架中含有丰富的碱性氮位点,中空纤维膜对N 2具有较高的CO 2选择性(高达38.9)㊂图6 PAF-56P(a)和PAF-56P 叠层结构的合成(b)Fig.6 Synthesis of laminated structure of PAF-56P (a)andPAF-56P (b)1.5 三聚氰胺功能化多孔有机聚合物在2014年,Zhu 等[25]报道了以富氮的三聚氰胺和对苯二甲醛单体通过席夫碱反应合成多孔有机框架聚合物(POF):SNW-1(见图7[26])㊂SNW-1具有三维框架与821m 2/g 的面积,约5Å的大孔径[26]㊂因微孔特性和丰富的N-H 基团在框架内的存在,使得其对CO 2有高的吸附容量和选择性㊂SNW-1的小孔隙最有可能通过范德瓦尔斯相互作用与CO 2分子高度堆积㊂并且SNW-1中的N-H 部分能与CO 2分子强烈地相互作用,有利于CO 2的高吸附㊂将SNW-1分散到PSF 的溶液中制得稳定的悬浊液,再通过旋涂法制得稳定的SNW-1/PSF 复合膜,这种复合膜材料对二氧化碳具有很好的吸附选择性(选择吸附值可达29)[25]㊂图7 SNW-1的化学结构示意图Fig.7 Chemical structure diagram of SNW-1尽管N 的含量高,但由于其具有无孔性质,所以不能使用三聚氰胺树脂(MR)进行碳捕获㊂在2015年,Choi 等[27]报道了一种由无孔三聚氰胺树脂单体制备的高氮含量的高有序介孔聚合物网络的联合组装方法(见图8[27])㊂酚醛树脂(PR)单元可以与表面活性剂F127形成氢键,产生高度有序的介孔共聚物网络,所得聚合物OMPH-MR 显示了随温度升高而意外增加的CO 2选择性的特性㊂这种例外的选择性可能是因为氮的丰富部分与CO 2有高的结合亲和力,加上存在定义良好的中孔(2.5~2.9nm),可以促进N 2在较高温度下的释放㊂图8 有序介孔酚醛功能化三聚氰胺树脂(OMPHMR)合成路线示意图Fig.8 Schematic diagram of synthesis route of ordered mesoporousphenolic functionalized melamine resin (OMPHMR)1.6 偶氮键合的多孔有机聚合物在2013年,Yavuz 和Coskun [8]报道了在碱性条件下,芳香族硝基和胺基部分通过无催化剂偶联合成纳米多孔偶氮多孔有机聚合物的反应(见图9[8])㊂这些偶氮COPs 具有高达729m 2/g24 广 州 化 工2019年7月的BET 表面积,在273K 和1bar 下,CO 2吸附量达2.50mmol /g㊂特别地,在升高的温度下,这些偶氮COPs 在N 2上表现出显著的对CO 2选择性的增加,这很可能是由于聚合物中的N 2-疏水偶氮基团的存在㊂蒙特卡罗模拟表明,虽然N 2吸附焓是有利的,但N 2分子结合时的熵损失会导致偶氮基团的N 2疏水性的减弱㊂除此之外还表明了偶氮基团在CO 2和N 2混合物高效分离中的重要性,这对于燃烧后CO 2的分离是极为有利的㊂有趣的是,他们继续研究了四种不同的偶氮COP-1聚合路线,发现了完全不同的形态㊁表面积㊁孔结构以及吸气性能[28]㊂图9 偶氮氯膦的合成路线Fig.9 Synthesis route of chlorophosphonazo2014年,Kaderi 等[29]报道了用溴化铜(I)催化苯胺类结构单元均相偶联制备高孔偶联聚合物(ALP)的简便方法㊂此外,ALP-1在273K 和1bar 上表现出显著的CO 2吸收能力(5.36mml /g)㊂并且偶氮基团可以起到路易斯碱基的作用,而CO 2中的缺电子碳原子可以起到路易斯酸的作用,在这两者之间可以产生增强的偶极-四重相互作用㊂1.7 希夫碱共价有机多孔聚合物图10 分别通过Tp 与Pa-1和Pa-2的可逆和不可逆反应合成TpPa-1和TpPa-2的示意图(a)和TPPA-1叠层结构(b)Fig.10 Schematic diagrams of TpPa-1and TpPa-2synthesized by reversible and irreversible reactions of TP with Pa-1and Pa-2,respectively (a);TPPA-1laminated structure (b)利用亚胺键的形成是动态共价化学的可逆反应所制得的亚胺连接的结晶COFs 是由Yaghi 研究组[30]开发的㊂亚胺连接的COFs 由于氮原子与CO 2的亲和力增强而成为碳捕获的良好候选物㊂亚胺基POPs 可以通过醛与胺或酰肼的共缩合来合成㊂许多研究小组致力于通过新的合成策略开发结晶COFs,这将极大地促进亚胺连接的COFs 的发展,并为实际的碳捕获提供更好的候选物[31]㊂在2012年,Banerjee [32]及其同事报道了两种亚胺连接的COFs,TpPa-1和TpPa-2,用于碳捕获(见图10)㊂这些COF 是通过1,3,5-三甲酰基苯基荧光醇(Tp)与对苯二胺(Pa-1)和2,5-二甲基对苯二胺(Pa-2)在溶剂热条件下的希夫碱反应合成的㊂令人惊讶的是,烯醇亚胺基团经历了不可逆的质子互变异构,形成了酮-烯胺产物㊂TPPA-1和TPPA-2均表现出优异的酸稳定性和水稳定性㊂TPPA-2即使在9mol /L NaOH 中也是稳定的㊂TPPA-1和TPPA-2在N 2过程中表现出可逆的I 型吸附等温线,其BET 比表面积分别为535m 2/g 和339m 2/g㊂TPPA-1和TPPA-2在273K 和1bar 的CO 2吸附量分别为3.48mmol /g 和2.86mmol /g [32]㊂此外,还可将合成方案应用于其它联苯胺(BD)等起始原料中,得到TpBD COFs [33]㊂此外,在保持TpBD 的结晶度和孔隙率的同时,采用无溶剂机械化学研磨可以得到TpBD㊂用微波辅助溶剂热法合成的TpPa-1,其结晶度和孔隙率随着所吸附二氧化碳含量的增加而增加,在273K 和1bar 下,CO 2的吸附量为4.95mmol /g [34]㊂为了进一步提高稳定性和晶体的致密性,Banerjee 研究组[35]发现,在C-N 中心附近引入OH 单元可以产生分子内O-H-N-C 氢键,与COFs 缺乏的分子内氢键相比,也显示出良好的结晶度和化学稳定性㊂在273K 和1bar 的条件下,DhaTph 的CO 2吸附量为2.91mmol /g [35]㊂图11 COF-JLU2合成路线(a)和COF-JLU2的AA 堆叠结构的顶部视图(b)Fig.11 Synthesis route of COF-JLU2(a)and top view ofAA stack structure of COF-JLU2(b)在溶剂热条件下,Liu 研究组通过1,3,5-三甲酰基苯基间苯三酚与肼的缩合反应(见图11)[36],设计合成了一种偶氮键合COF,即COF-JLU2㊂COF-JUL2的BET 比表面积为410m 2/g,孔径为0.96nm㊂由于COF-JLU2是由β-酮烯胺结构连接的共价有机框架结构,所以具有出色的二氧化碳吸附性能,在273K 和1bar 时CO 2吸附量为4.93mmol /g,吸附热达到了31kJ /mol [37]㊂该材料对CO 2的吸附容量可与一些优良的POP 材料相媲美,包括CPOP -1(4.81mmol /g )[38]和PPF -1(3.09mmol /g)[38]㊂该骨架具有优良的CO 2吸附容量可归因于骨架中固有的微孔和丰富的杂原子活化位点,在低覆盖下,用亨利定律计算得,COF -JLU2的CO 2吸附热为31kJmol /L,CO 2/N 2的选择性为77㊂第47卷第14期巩苗苗,等:新型含氮多孔有机聚合物材料吸附CO2的研究进展252 结 语理想的吸附剂具有较高的CO2吸收能力㊁高选择性㊁极高的再生能力和在工作条件下的长期稳定性㊂从上述讨论中可以看出,含氮多孔有机聚合物作为潜在的多孔固体吸附剂用于碳捕集,已取得了一定的进展㊂尤其是含氮多孔有机聚合物为CO2分子提供了丰富的结合位点,可用于CO2分压较低的情况下的碳捕获㊂然而,仍有一些亟待改进的方面:如昂贵的催化剂㊁复杂的单体合成以及繁琐的后功能化将导致材料成本非常高,使实际应用变得不切实际㊂含氮多孔有机聚合物材料在CO2捕获上实现规模化应用,应从以下几点出发: (1)在材料设计制备方面,应针对CO2分子特点,结合理论计算设计出有多点吸附能力的含氮多孔有机聚合物材料㊂含氮前驱体的选择和制备方法要廉价易得,尽可能的选择商品化的单体㊂聚合物制备条件要温和,减少中间步骤,增加产率㊂制备过程中尽量采用新的合成方法,如无溶剂法㊁离子液体法㊁无金属催化剂法等,因此,设计制备新型的含氮多孔有机聚合物仍将是未来的一个研究重点㊂(2)在吸附性能研究方面,目前关于含氮多孔有机聚合物材料对CO2吸附的构效关系往往只局限于某一固定条件,而在实际应用中,吸附温度和压力都是变化的,因此,还需要进一步研究在不同条件下对CO2吸附的构效关系,为工业化应用提供更可靠的依据㊂(3)在脱附性能研究中,由于氮元素的存在,其与的CO2吸附能一般较大,这将导致脱附再生时的能耗增加,不利于其工业化应用㊂因此,并不能过度强调吸附能的大小,应设计具有多种相互作用的含氮材料,既可以提高其CO2吸附选择性,又可以降低解吸能耗㊂参考文献[1] 吕晓娟.二氧化碳吸收/吸附剂研究进展[J].现代化工,2015,35(3):47-48.[2] 郑丽君,龚奇菡,李雪静,等.金属有机骨架用于气体存储㊁吸附分离的研究进展[J].化工进展,2017,36(11):4119-4120. [3] 高阳,周俊,沈海波,等.沸石分子筛对CO2/CH4混合气的分离效果研究[J].现代化工,2014,34(9):50-51.[4] Slater A G,Cooper A I.Function-Led design of new porous materials[J].Science,2015,348(6238):18-19.[5] SPRICK R S,JIANG J X,BONILLOB B,et al.Tunable organicphotocatalysts for Visible-Light-Driven hydrogen evolution[J].J.Am.Chem.Soc.,2015,137(9):3265-3270.[6] ZHAO Y,WANG X Y,ZHANG C,et al.Isoindigo-Basedmicroporous organic polymers for carbon dioxide capture[J].RSC Advances,2015,5:100322-100329.[7] Buyukcakir O,Je S H,Choi D S,et al.Porous cationic polymers:theimpact of counteranions and charges on CO2capture and conversion [J]mun.,2016,52:934-937.[8] Sequra J,Mancheno M J,Zamora F.Covalent organic frameworksbased on Schiff-Base chemistry:synthesis,properties and potential applications[J].Chem.Soc.Rev.,2016,45:5635-5671. [9] ZENG Y F,ZOU R Q,ZHAO Y L.Covalent organic frameworks forCO2capture[J].Advanced Materials,2016,4(20):2855-2873. [10]Ashourirad B,Sekizkardes A K,Altarawneh S,et al.Exceptional gasadsorption properties by Nitrogen-Doped porous carbons derived from Benzimidazole-Linked polymers[J].Chem.Mater.,2015,27(4): 1349-1358.[11]Altarawneh S,Islamoglu T,Sekizkardes A K,et al.Effect of Acid-Catalyzed formation rates of Benzimidazole-Linked polymers on porosity and selective CO2capture from gas mixtures[J].Environ Science Technology,2015,49(7):4715-4723.[12]HUG S,STEGBAUER L,HIRSCHER M,et al.Nitrogen-Richcovalent triazine frameworks as High-Performance platforms for selective carbon capture and storage[J].Chem.Mater.,2015,27(23):8001-8010.[13]ALTARAWNEH S,BEHERA S,JENA P,et al.New insights intocarbon dioxide interactions with Benzimidazole-Linked polymers[J].Chemical Communications,2014,27:3571-3574.[14]ZHANG M W,PERRY Z,PARK J,et al.Stable Benzimidazole-Incorporated porous polymer network for carbon capture with high efficiency and low cost[J].Polymer,2014,55(1):335-339. [15]SEKIZKARDES A K,ISLAMOGLU T,KAHVECI Z,et al.Application of Pyrene-Derived Benzimidazole-Linked polymers to CO2 separation under pressure and vacuum swing adsorption settings[J].J Mater Chem A,2014,2:12492-12500.[16]Diaz U,Corma A.Ordered covalent organic frameworks,COFs andPAFs.From preparation to application[J].Coordination Chemistry Reviews,2016,3(15):85-124.[17]DAS S,HEASMAN P,BEN T,et al.Porous organic materials:strategic design and Structure-Function correlation[J].Chem.Rev., 2017,117(3):1515-1563.[18]YAN Z J,YUAN Y,TIAN Y Y,et al.Highly efficient enrichment ofvolatile iodine by charged porous aromatic frameworks with three sorption sites[J].Angewandte International Edition Chemie,2015,10(19):12733-12737.[19]Gomes R,Bhanja P,Bhaumik A.A Triazine-Based covalent organicpolymer for efficient CO2adsorption[J].Chemical Communications, 2015,51:10050-10053.[20]Waller P J,Gandara F,Yaghi O M.Chemistry of covalent organicframeworks[J].Acc.Chem.Res.,2015,48(12):3053-3063. [21]HUANG N,WANG P,JIANG D L.Covalent organic frameworks:amaterials platform for structural and functional designs[J].Nature Reviews Materials.,2016(1):16068-16071.[22]SREENIVASULU B,GAYATEI D V,SREEDHAR I,et al.A journeyinto the process and engineering aspects of carbon capture technologies [J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2015,2(41):1324-1350.[23]ZHAO Y F,LIU X,HAN Y.Microporous carbonaceous adsorbents forCO2separation via selective adsorption[J].RSC Adv.,2015,5:30310-30330.[24]MENG L B,ZOU X Q,GUO S K,et al.Self-supported fibrous porousaromatic membranes for efficient CO2/N2separations[J].ACS Appl, Mater Interfaces.,2015,7(28):15561-15569.[25]GAO X,ZOU X Q,MA H P,et al.Highly selective and permeableporous organic framework membrane for CO2capture[J].Advanced Materials,2014,26(22):3644-3648.[26]ZHUANG X D,MAI Y Y,WU D Q,et al.Two-Dimensional softnanomaterials:a fascinating world of materials[J].Advanced Materials.,2015,2(21):403-427.[27]LEE J H,LEE H J,LIM S Y,et bined CO2-philicity andordered mesoporosity for highly selective CO2capture at high temperatures[J].J.Am.Chem.Soc.,2015,137(22):7210-7216.[28]Buyukcakir O,Je S H,Park J,et al.Systematic investigation of theeffect of polymerization routes on the Gas-Sorption properties of nanoporous azobenzene polymers[J].Chem.Eur.J.,2015,21(43): 15320-15327.(下转第53页)第47卷第14期常文博,等:TiO2反opal球形光子晶体颗粒的制备53的优点,液相沉积技术填充TiO2,具有填充量高㊁制备程序简单的优点㊂因此,本文工作为制备高质量反opal球形光子晶体颗粒提供一个新思路㊂参考文献[1] YABLONOVITCH E.Inhibited spontaneous emission in solid-statephysics and electronics[J].Physical Review Letters,1987,58(20): 2059.[2] JOHN S.STRONG localization of photons in certain disordereddielectric superlattices[J].Physical Review Letters,1987,58(23): 2486-2489.[3] 崔乃迪,梁静秋,梁中翥,等.光子晶体及二维光子晶体波导[J].光机电信息,2009,26(10):19-27.[4] ARSENAULT A C,PUZZO D P,MANNERS I,et al.Photonic-crystalfull-colour displays[J].Nature Photonics,2007,1(8):468-472.[5] ARSENAULT A C,PUZZO D P,MANNERS I,et al.Photonic-crystalfull-colour displays[J].Nature Photonics,2007,1(8):468-472.[6] KIM S H,SU Y L,YANG S M,et al.Self-assembled colloidalstructures for photonics[J].Npg Asia Materials,2011,3(1):25-33.[7] ARSENAULT A C,PUZZO D P,MANNERS I,et al.Photonic-crystalfull-colour displays[J].Nature Photonics,2007,1(8):468-472.[8] 高静,陈海良.光子晶体光纤的特性及应用概述[J].中国科技信息,2014(24):34-35.[9] WANG J,HU Y,DENG R,et al.Multiresponsive hydrogel photoniccrystal microparticles with inverse-opal structure[J].Langmuir,2013, 29(28):8825-8834.[10]ZHAO Y,ZHAO X,TANG B,et al.Quantum-Dot-TaggedBioresponsive Hydrogel Suspension Array for Multiplex Label-Free DNA Detection[J].Advanced Functional Materials,2010,20(6):976-982.[11]XU J H,ZHAO H,LAN W J,et al.A Novel Microfluidic Approachfor Monodispersed Chitosan Microspheres with Controllable Structures [J].Advanced Healthcare Materials,2012,1(1):106-111. [12]Moon J H,Yi G R,Yang S M,et al.Electrospray-AssistedFabrication of Uniform Photonic Balls[J].Advanced Materials,2004, 16(7):605-609.[13]LI J,ZHAO X W,ZHAO Y J,et al.Colloidal crystal beads coatedwith multicolor CdTe quantum dots:microcarriers for optical encoding and fluorescence enhancement[J].Journal of Materials Chemistry, 2009,19(36):6492-6497.[14]Yi G R,Moon J H,Yang S M,et al.Ordered Macroporous Particles byColloidal Templating[J],Chemistry of Materials,2001,13:2613-2618.[15]Míguez H,Meseguer F,López C,et al.Germanium FCC Structurefrom a Colloidal Crystal Template[J].Langmuir,2000,16(10):4405-4408.[16]Yang Q,Li M,Liu J,et al.Hierarchical TiO2photonic crystal spheresprepared by spray drying for highly efficient photocatalysis[J].Journal of Materials Chemistry,2013,1(3):541-547.[17]王晓萍,于云,胡行方,等.液相沉积法制备氧化物薄膜[J].功能材料,2000,31(4):341-343.[18]Aoi Y,Tominaga T.Preparation and Optical Properties of SphericalInverse Opals by Liquid Phase Deposition Using Spherical Colloidal Crystals[J].Journal of Physics Conference Series,2013,417(1): 2021.[19]MÍGUEZ H,BLANCO A,MESEGUER F,et al.Bragg diffraction fromindium phosphide infilled fcc silica colloidalcrystals[J].Physical Review B,1999,59(3):1563-1566.(上接第25页)[29]Arab P,Rabbani M G,Sekizkardes A K,et al.Copper(I)-catalyzedsynthesis of nanoporous Azo-Linked polymers:impact of textural properties on gas storage and selective carbon dioxide capture[J].Chem.Mater.,2014,26(3):1385-1392.[30]DING S Y,DONG M,WANG Y W,et al.Thioether-Basedfluorescent covalent organic framework for selective detection and facile removal of mercury(Ⅱ)[J].J.Am.Chem.Soc.,2016,138(9):3031-3037.[31]GIL-RAMIREZ G,LEIGH D A,STEPHENS A J.Catenanes:fifty yearsof molecular links[J].Angewandte Tnternational Edition Chemie.2015,5(18):6110-6150.[32]BAI Y,DOU Y B,XIE L H,et al.Zr-based metal-organicframeworks:design,synthesis,structure and applications[J].Chem.Soc.Rev.,2016,45:2327-2367.[33]Bisbey R P,Dichtel W R.Covalent organic frameworks as a platformfor multidimensional polymerization[J].ACS Cent.Sci.,2017,3(6): 533-543.[34]WEI H,CHAI S Z,HU N T,et al.The microwave-assistedsolvothermal synthesis of a crystalline two-dimensional covalent organic framework with high CO2capacity[J]mun.,2015,51: 12178-12181.[35]Sequra J L,Mancheno M J,Zamora F.Covalent organic frameworksbased on Schiff-base chemistry:synthesis,properties and potential applications[J].Chem.Soc.Rev.,2016,45:5635-5671. [36]LI Z P,ZHI Y F,FENG X,et al.An Azine-Linked covalent organicframework:synthesis,characterization and efficient gas storage[J].Chem.Eur.J.,2015,21(34):12079-12084.[37]SUI Z Y,MENG Y N,XIAO P W,et al.Nitrogen-Doped grapheneaerogels as efficient supercapacitor electrodes and gas adsorbents[J].ACS Appl.Mater.Interfaces,2015,7(3):1431-1438. [38]Das G,Biscal B P,Kandambeth S,et al.Chemical sensing in twodimensional porous covalent organic nanosheets[J].Chem.Sci.,2015(6):3931-3939.。
氨基负载吸附co2表面结构
氨基负载吸附co2表面结构
氨基负载吸附CO2的表面结构
CO2排放是当前全球面临的重要环境问题之一。
为了减少CO2的排放量，科学家们开展了大量的研究工作，其中包括利用吸附剂来捕获和储存CO2。
氨基负载吸附剂是一种常用的吸附剂，其表面结构对于CO2的吸附性能起着关键作用。
在氨基负载吸附剂的表面结构中，氨基基团起着重要的作用。
氨基基团是通过将氨基化合物负载到吸附剂表面而形成的。
这些氨基基团具有较高的亲电性，可以与CO2分子中的部分负电荷发生相互作用。
这种相互作用可以增加CO2分子在吸附剂表面上的吸附能力。
氨基负载吸附剂的表面结构通常具有较大的比表面积和孔隙结构。
这些表面积和孔隙可以提供更多的吸附位点，增加CO2分子与吸附剂表面的接触面积。
此外，表面积和孔隙结构还可以提供更多的扩散通道，使CO2分子更容易进入吸附剂内部。
氨基负载吸附剂的表面结构还可以通过改变吸附剂的孔径大小来调控CO2的吸附性能。
当孔径大小与CO2分子的大小相匹配时，可以增加CO2分子在吸附剂表面上的吸附速率和吸附容量。
这种匹配可以通过调控吸附剂的合成条件来实现。
氨基负载吸附剂的表面结构对于CO2的吸附性能起着重要的作用。
通过调控氨基基团的负载量、表面积和孔隙结构以及孔径大小，可
以实现对CO2的高效吸附和储存。
这为解决CO2排放问题提供了一种可行的途径，也为环境保护和可持续发展做出了贡献。
氨水诱导硅核自组装制备介孔SiO_2
第21卷第1期化 学 研 究中国科技核心期刊2010年1月CH EMICAL RESEARCH hxyj@氨水诱导硅核自组装制备介孔SiO2韩延东1,颜 峰2,李铁纯1,朱延松1(1.鞍山师范学院化学系,辽宁鞍山114005; 2.临沂师范学院化学化工系,山东临沂276005)摘 要:在无模板剂的条件下,通过控制氨水用量,利用正硅酸乙酯水解制备了粒径约20nm的SiO2初级粒子;随后用过量氨水诱导SiO2初级粒子交联生长,得到孔径在10～50nm、孔容达2.05cm3・g-1的介孔SiO2;考察了介孔SiO2的吸附性能.结果表明,所制备的介孔SiO2具有优良的吸附性能.关键词:正硅酸乙酯;水解;SiO2纳米粒子;氨水诱导;自组装;介孔SiO2;制备中图分类号:O612.4文献标识码:A文章编号:1008-1011(2010)01-0023-04 Preparation of Mesoporous SiO2via Ammonia2InducedSelf2Assembly of Prim ary Silica N anoparticlesHAN Yan2dong1,YAN Feng2,L I Tie2chun1,ZHU Yan2song1(1.Depart ment of Chemist ry,A nshan N ormal Universit y,A nshan114005,L iaoning,China;2.Depart ment of Chemist ry&Chemical Engineering,L inyi N ormal College,L i nyi276005,S handong,China)Abstract:Primary silica nanoparticles wit h an average size of20nm were prepared vi a ammonia2catalyzed hydrolysis of tet raet hyl ort ho silicate(TEOS)in t he absence of template.Then exces2sive ammonia was introduced to induce cro sslinking of t he as2prepared primary silica nanoparti2cles generating mesoporo us SiO2wit h a pore size of10～50nm and pore volume of2.05cm3・g-1.The adsorption behavior of t he mesoporous SiO2was evaluated.Result s indicatet hat t he as2p repared mesoporous SiO2possesses excellent adsorption ability.K eyw ords:tet raet hyl ort ho silicate;hydrolysis;SiO2nanoparticles;ammonia induction;self2as2sembly;mesoporous SiO2;preparation 介孔SiO2纳米材料由于其在催化[2]、吸附[3]、光学[4]、生物医学[5]等方面具有较高的应用价值,已引起材料学界广泛的关注.在分离技术领域,它可以作为很好的吸附剂[6-8],而影响吸附性能的最重要因素是孔尺寸和孔容,所以高孔容、大孔尺寸是介孔SiO2材料追求的重要目标.目前合成高孔容、大孔尺寸的方法,往往采用液晶模板技术.如采用阳离子表面活性剂在加入改性剂后[9-10]孔径可达10nm以上甚至30nm,但是该类方法需要高温后处理,表面活性剂本身也具有一定的生物不适应性,影响了其在生物医药领域的应用.虽然有人采用生物分子作为模板剂可以很好地解决表面活性剂带来的毒性问题,但是经过溶胶2凝胶技术合成的介孔SiO2,孔尺寸最多也就能达到10nm,孔容也不高[11-13].我们不采用任何表面活性剂,以氨水催化诱导聚集20nm的SiO2初级硅核,控制一定的氨水浓度不使其凝胶化,使小粒子进行自组装,粒子间可有效堆积出大孔容和较高比表面积的介孔构造的SiO2.我们还通过紫外吸收光谱对介孔SiO2的吸附性能进行了初步的考察.收稿日期:2009-09-06.作者简介:韩延东(1978-),男,讲师,硕士,从事纳米材料制备的研究.E2mail:ydhan_cn@.24 化 学 研 究2010年1 实验部分1.1 试剂和仪器正硅酸四乙酯(TEOS ,天津化学试剂一厂),分析纯,使用前减压蒸馏;氨水(北京化工厂),分析纯,质量百分浓度25%～28%;无水乙醇(北京化工厂),优级纯;高纯水(电阻率为18.2M Ω・cm ).1.2 实验方法20nm 初级粒子的合成:在20mL 小瓶中依次加入10mL 无水乙醇,0.2mL 高纯水,0.25mL TEOS ,室温反应,搅拌速率为200r/min ,加0.1mL 氨水,反应12h 后再补加0.2mL TEOS ,继续反应12h ,得前驱体原液.氨水诱导聚集:向前驱体原液中,加0.5～0.6mL 氨水,加入2～3min 后即出现乳光,随即乳光浓度逐渐加深,不久即出现絮状沉淀,搅拌反应3h 停止反应,酸处理后[14]1000r/min 离心10min ,水洗三遍.将得到的固体样品120℃空气干燥.紫外吸收考察样品的吸附性能:Tween 80在232nm 处有特征吸收峰,以0.2g/L 的Tween 80水溶液作为原溶液,测其紫外吸收.称取介孔SiO 2样品20mg ,溶于10mL 0.2g/L Tween 80水溶液中,室温搅拌24h ,然后15000r/min 离心20min ,取上清溶液测紫外吸收.1.3 表征方法透射电子显微镜(TEM )图片采用日本日立公司H 28100IV 型透射电子显微镜,电镜加速电压为200kV.粉末样品用水分散成溶胶状态后,滴在炭膜-铜网上.紫外吸收光谱采用美国Varian 公司Cary 100Bio 紫外可见分光光度计.自动比表面与孔隙率测定采用美国Quantachrome 公司AU TOSORB 21型B ET 分析仪,样品测试前在250℃真空下预处理12h ,在-196℃低温条件下获得N 2吸附2脱附等温线.外表面积采用B ET 多层吸附算法计算得到,孔尺寸分布采用BJ H 算法脱附分支计算得到,孔容为相对压力达到0.99P/P o 时的总N 2吸附量.2 结果与讨论2.1 介孔分子筛的制备与表征1968年St ber 等人[15]首次以有机硅烷(TEOS )为硅源,氨水为催化剂,碱催化方法合成出单分散好、尺寸可控、表面带有稳定负电荷的SiO 2粒子.Harris 及van Blaaderen 等人[16,17]认为,在二氧化硅粒子的生长过程中,正硅酸四乙酯首先被水解为硅酸分子,然后可溶性单体间发生缩合,形成小的聚集体,当浓度达到过饱和后,水溶性的单体及聚集体间会发生爆炸式聚集生长形成初级粒子(primary particles ),单体浓度大幅降低后,溶液中剩余单体分子在粒子表面继续反应控制生长,最后当粒子表面的水解速率与缩合速率达到近似平衡后,粒子基本形成.我们通过调控TEOS 、醇、水、及氨水的用量,特别是降低氨水的浓度,可减缓其反应速率,使粒子在较长时间内停留在初级粒子阶段,见图1.图1 SiO 2初级粒子的TEM 图Fig.1 TEM image of primary SiO 2particles 从透射电镜照片中可以清晰显示出,通过控制一定投料比可以制备出尺寸在20nm 左右的SiO 2前驱体粒子,并且粒子尺寸单一近似球形、稳定性较好,没有发生任何交联.通过宏观观察其水溶胶的状态,没发现有任何乳光,说明粒子确实以较小尺寸的离散状态存在.在得到稳定的初级粒子之后,我们利用弱电解质氨水作为诱导剂,使初级粒子自组装,形成具有较大孔道结构和较高比表面积的分子筛材料.我们选用氨水作为诱导剂,主要是因为氨水在反应过程中能起到两个作用,其一,氨水是电解质,当氨水的浓度达到一定程度时,游离的离子足可以破坏前驱体粒子的胶体稳定性,使粒子瞬间迅速聚集;其二,氨水具有催化水解功能,氨水是较强的催化剂,特别是浓度高到一定时,完全可以催化水解前期反应中没有被反应尽的硅酸分子或硅酸聚集体,第1期韩延东等:氨水诱导硅核自组装制备介孔SiO 225 使其在粒子间能够起到粘合剂作用[15].图2是利用氨水诱导前驱体粒子形成的不同标尺下的介孔SiO 2的透射电镜照片.图2 介孔SiO 2粒子的TEM 图Fig.2 TEM image of the mesoporous SiO 2particles其中图2a 是100nm 标尺下的TEM 照片,从中我们可以看出20nm 左右的前驱体粒子,在加入一定量的氨水进行催化聚集时,粒子基本没有生长,而是呈网络状交联生长在一起,粒子与粒子间粘合得很好,粒子在交联的同时也形成很多介孔孔道.从图2b ,50nm 标尺下的TEM 照片中,我们可以进一步清晰看出粒子间形成比较稳定的网络状结构,介孔孔道尺寸在10nm ～50nm 之间,其中以30nm 左右的孔尺寸分布最高.为进一步考察其比表面积和孔道分布情况,我们对样品进行比表面与孔隙率测定.图3a 为样品在-196℃低温条件下测得N 2吸附2脱附等温线,等温线显示介孔样品的吸附量随着相对压力的增高,明显开始抬升,在相对压力达到0.98时,饱和吸附量值已超过1300cm 3/g ,比普通的St ber 法制备的SiO 2粒子[18]高出近7倍.并且等温线明显具有Ⅳ类型的特征,但是在相对压力0.4附近并没有明显的拐点,而是一直缓慢上升,这说明N 2并没有在孔内产生毛细凝聚现象,表明孔尺寸分布较宽.图3b 是采用BJ H 算法脱附分支计算的孔尺寸分布曲线,从图中可以看出,孔尺寸分布确实很宽,分布中心在30nm 左右,这与电镜照片的结果相符.通过Brunauer 2Emmett 2Teller (B ET )多层吸附算法得到的有效表面积为108m 2/g ,在相对压力0.99P/P o 时计算的总孔容为2.05cm 3/g.无论是孔道尺寸还是孔容,我们合成的介孔样品都比普通的St ber 法制备的SiO 2粒子高很多,高孔容一定会更好地增强样品的吸附性能.为此我们以非离子表面活性剂Tween 80作为被吸附的分子,对这种介孔SiO 2的吸附效果进行简单考察.2.2 介孔分子筛吸附性能的考察Tween 80是非离子表面活性剂,与硅表面的作用只能是氢键或Van der Waals 等弱作用力,正常SiO 2粒子对其吸附能力是有限的.但是我们制备出的介孔SiO 2样品对其吸附的效果却极好,见图4,它是利用紫图3 介孔SiO 2粒子的N 2吸附2脱附等温线(a )和BJ H 算法得到的孔尺寸分布(b )Fig.3 Nitrogen adsorption 2desorption isotherm of themesoporous SiO 2particles (a )and their pore 2sizedistribution calculated using BJ H method (b )介孔SiO 2的浓度:a 0;b 2g/L 图4 0.2g/L Twwen 80溶液的紫外光谱Fig.4 UV absorption spectra of the 0.2g/L Twwen 80liquid 化 学 研 究2010年26外吸收光谱测试的吸收曲线,其中曲线a是0.2g/L Tween80原液的吸收;曲线b是20mg介孔SiO2放入10mL0.2g/L Tween80原液达到吸附平衡后,离心上清液的吸收.在曲线a中Tween80在232nm波长处有较强的特征吸收峰.并且吸收强度与浓度呈较好的正比关系.在Tween80原液中加入少量的介孔SiO2样品后,Tween80原液的乳泡沫状态明显减弱,曲线b中基本没有显示Tween80的特征吸收峰.这说明上清液中所含的Tween80量已经非常少,制备出的分子筛样品具有很好的吸附性能.这也说明吸附能力的强弱不仅跟粒子表面的化学作用力相关,材料的物理结构也起很大作用,特别是提高孔容,大孔容能产生更好的吸附活性.结论:利用St ber法SiO2粒子的生长机制,先合成出20nm左右的SiO2粒子作为前驱体,通过氨水诱导聚集,制备出孔径在10～50nm、孔容达2.05cm3/g的介孔材料.参考文献:[1]Kresge C T,Leonowicz M E,Roth W J,et al.Ordered mesoporous molecular2sieves synthesized by a liquid2crystal tem2plate mechanism[J].N ature,1992,359:710-712.[2]Stein A,Melde B J,Schroden R C.Hybrid inorganic2organic mesoporous silicates2nanoscopic reaction coming of age[J].A dv M ater,2000,12(19):1403-1419.[3]徐应明,李军幸,戴晓华,等.介孔分子筛表面功能膜的制备及对水体中铅汞镉的去除作用[J].应用化学,2002,19(10):941-945.[4]Scott B J,Wirnsberger G,Stucky G D.Mesoporous and mesostructured materials for optical applications[J].Chem M ater,2001,13(10):3140-3150.[5]李晓芬,何静,马润宇,等.青霉素酰化酶在介孔分子筛MCM241上的固定化研究[J].化学学报,2000,58(2):2240-2242.[6]Raimondo M,Perez G,Sinibaldi M,et al.Mesoporous M41S materials in capillary gas chromatography[J].Chem Com2m un,1997:1343-1344.[7]Dai S,Burleigh M C,Shin Y,et al.Imprint coating:A novel synthesis of selective functionalized ordered mesoporous sor2bents[J].A ngew Chem I nt Ed Engl,1999,38(9):1235-1239.[8]Hata H,Saeki S,Kimura T,et al.Adsorption of taxol into ordered mesoporous silicas with various pore diameters[J].Chem M ater,1999,11(4):1110-1119.[9]Beck J S,Vartuli J C,Roth W J,et al.A new family of mesoporous molecular sieves prepared with liquid2crystal templates[J].J A m Chem S oc,1992,114(27):10834-10843.[10]Zhao D,Huo Q,Feng J,et al.Nonionic triblock and star diblock copolymer and oligomeric surfactant syntheses of highlyordered,hydrothermally stable,mesoporous silica structures[J].J A m Chem S oc,1998,120(24):6024-6026. [11]Wei Y,Jin D L,Ding T Z,et al.A non2surfactant templating route to mesoporous silica materials[J].A dv M ater,1998,10(4):313-316.[12]Wei Y,Xu J,Dong H,et al.Preparation and physisorption characterization of D2glucose2templated mesoporous silicasol2gel materials[J].Chem M ater,1999,11(8):2023-2029.[13]Pang J B,Qiu K Y,Wei Y.A new nonsurfactant pathway to mesoporous silica materials based on tartaric acid in con2junction with metallic chloride[J].Chem M ater,2001,13(7):2361-2365.[14]王刚,韩延东,王明辉,等.St ber二氧化硅溶胶中氨水的去除方法[J].化学研究,2005,16(3):54-57.[15]St ber W,Fink A,Controlled growth of monodisperse silica spheres in the micron size range[J].J Coll I nterf Sci,1968,26(1):62-69.[16]Harris M T,Brunson R R,Byers C H.The base2catalysed hydrolysis and condensation reactions of dilute and concentrat2ed TEOS solutions[J].J N on2Cryst S oli ds,1990,121(1):397-403.[17]van Blaaderen A,van G eest J,Vrij A.Monodisperse colloidal silica spheres f rom tetraalkoxysilanes:Particle formationand growth mechanism[J].J Coll I nterf S ci,1992,154(2):481-501.[18]韩延东,王明辉,李军,等.电解质诱导聚集初级粒子制备介孔SiO2材料[J].化学研究,2007,18(2):16-20.。
二氧化碳捕捉材料的研究进展
炭
加
工
与
综
合
利
用
Ｎｏ ３， ２ ０ ． ０１
Ｃ Ａ Ｒ Ｃ ＳＩＧ＆Ｃ ＭＰ Ｅ Ｅ ＳＶ ＴＬＺ ＴＯ Ｏ ＬＰ Ｏ ＥＳＮ Ｏ Ｒ Ｈ Ｎ ＩＥＵ ＩＩＡ ＩＮ
二 氧 化 碳 捕 捉 材 料 的研 究进 展
刘仁 生 ，曹晨 忠 ，赵 兵 ，许 树锋
（ 安矿业 （ 团 ） 限责任公 司 ，山西 长 治 ０ ６０ ） 潞 集 有 ４ ２４ 摘 要 ：介 绍 了 当前二氧 化碳 的捕 捉材料及 方法 ，主要包 括溶 液吸 附剂 、碱 性金属 化合 物、
２ １ 第 ３期 ０ ０年
刘仁 生 ，等 ：二氧化 碳捕 捉材 料 的研 究进 展
４ ７
（ ）活性 炭是 一种 最 常见 的黑 色大 比表 面积 １ 的孔性 吸 附剂 ，其 主要 成 分 为无 定 型碳 ，还 有 少
碳 。而 目前通 用 的吸 附材料 在 同等 条件 下 的储 藏
量 不过 ２ ０ ｉ ，这 种 新 型 材 料 可 以 安 放 在 汽 车 ０ ｎ
较好 的吸附能力 ，尤 其是氧 化铝 ，当加入 碱金 属
有毒 、捕捉效率低 、原材料稀 缺 、能耗 高。所 以 ， 新型碳捕捉材料的开发成为研究的重点 。
１ 目前 碳捕捉 材料研 究开发取得 的成果
１ １ 溶 液 吸 附 ．
（ Ｌ 如 ｉ Ｏ、Ｋ Ｏ、Ｎ ，它在 高温下 的吸附能 力 ａＯ） 较 物理 吸附剂可 大大提 高 ；二是 碱性 金属 盐 ，如 碳 酸钙 、硅 酸盐 、硅酸 锂 、锆 酸 锂 ；三是水 滑石
体之一 ，同时也 是 一种 潜 在 的碳 资源 ，Ｃ ， 为 Ｏ作 化工原料 、致 冷 剂 、油 田增 产 剂 、惰 性 介质 、溶
介孔SiO2吸附CO2的性能研究
介孔SiO2吸附CO2的性能研究以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源，端氨基聚氧化丙烯醚（D2000）为模板剂，在水和乙醇的混合溶液中合成了蠕虫状介孔结构的介孔SiO2（记为MSU-J）。
采用物理浸渍的方法利用四乙烯五胺（TEPA）改性介孔MSU-J。
采用红外、N2吸附/脱附、元素分析表征改性介孔SiO2。
红外测试表明，经过物理浸渍可以将有机胺负载到介孔SiO2上。
N2吸附/脱附试验表明，经过氨基修饰后，介孔SiO2的介孔结构没有发生变化，但是介孔的孔容、孔径以及比表面积随着氨基浸渍量的增加而减小。
在25 ℃和45 ℃，0.1 MPa下的纯CO2吸附试验表明，氨基改性材料对CO2吸附效果明显提高。
当浸渍量为20%、吸附条件为25 ℃/0.1 MPa 时，吸附量达到最大值138.6 mg/g。
当氨基含量继续增加时，吸附量反而降低。
循环性试验表明，制备的吸附剂具有良好的循环性能，循环使用6次，材料的吸附量下降很少。
标签：介孔SiO2；蠕虫型；吸附；物理浸渍化石燃料燃烧导致的温室效应已经严重威胁人类的生存环境，而CO2气体则是温室效应的主要来源，现在有越来越多的研究集中于CO2的分离与捕集[1，2]。
传统的分离与捕集CO2的方法主要有化学吸收分离、吸附分离、膜法分离等[3，4]。
但这些方法都有一定的缺陷，如化学吸收法对设备的腐蚀比较严重，吸附法在较高的温度下吸附量比较低。
因此，研究具有较高吸附量的新型吸附剂具有重要意义。
介孔SiO2由于具有较大的孔容、孔径以及比表面积，可作为吸附材料的最佳基体，但是由于其表面以及孔道的Si-OH基团与CO2的结合力较弱，对于CO2的吸附作用不是很强。
有机胺溶液对于CO2的吸附能力较强，但是会腐蚀设备，管线等。
结合2者的优势，将有机胺负载到介孔SiO2上，可以提高对CO2的吸附量。
目前对介孔SiO2研究最多的主要集中于SBA系列的SBA-15[5]，SBA-16[6]，MCM系列的MCM-41[7]以及MCM-48[8]等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ａ ｎ ｄ ３ ０ ％Ｔ Ｅ Ｐ Ａ（ Ｔ Ｅ Ｐ Ａ ３ ０一 Ａ Ｐ Ｔ Ｓ ３ ０一 ＭＳ Ｇ）ｓ ｈ ｏ ｗ ｅ ｄ ａ ｍａ ｘ ｉ ｍ ｕ ｍ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ３ ． ４ ０ ｍ ｍ ｏ ｌ —Ｃ Ｏ ２ ／ ｇ— ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ａ
ｏ ｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ７ ０ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ３ ０ ｍＬ ／ ｍｉ ｎ ．Ｔｈ ｅ ａ ｄ ｓ ｏ ｐｔ ｒ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｉ ｓ ｍａ ｉ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ １ ０ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ａ ｄ ｓ ｏ ｐｔ ｒ ｉ ｏ ｎ—ｄ ｃ ｓ ｏ ｐｔ ｒ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｃｅ ｏ ｓ ｓ ，ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍｉ ｘ ｅ ｄ —ａ ｍｉ ｎ ｅ ｆ ｕ ｎ ｅ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｍｅ ｓ ｏ ｐ ｏ ｒ ｏ ｕ ｓ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ ｇ ｅ ｌ ｅ ｘ ｈ ｉ ｂ ｉ ｔ ｅ ｄ ａ ｌ ｌ
Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｌ ｉ ｎ ｌ ｉ ｎ ， Ｇ ｕ ｏ Ｑ ｉ ｎ ｇ ｊ ｉ ｅ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ￣ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｑ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ２ ６ ６ ４２ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａ ｎ ｏ ｖ ｅ ｌ ｈ ｙ ｂ ｉ ｒ ｄ ３一 ａ ｍｉ ｎ ｏ ｐ ｒ ｏ ｐ ｙ ｈ ｒ ｉ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｘ ｙ ｓ ｉ ｌ ａ ｎ ｅ（ Ａ Ｐ Ｔ Ｓ ）ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｔ ｒ ａ ｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｅ ｎ ｅ ｐ ｅ ｎ ｔ ａ ｍｉ ｎ ｅ（ Ｔ Ｅ Ｐ Ａ） ｍ ｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ
一
氨丙基 三乙氧基硅烷 （ Ａ Ｐ ＇ ｒ Ｓ ） 和 四乙烯 五胺 （ Ｔ Ｅ Ｐ Ａ） 负载量 、 吸 附温 度、 进 气流量列 ｃ Ｏ ２吸附性能 的影 响 ， 并研究 了吸附剂 的循
环稳定性 。结果表明 ， 当Ａ Ｐ Ｔ Ｓ负载量 ３ ０ ％， Ｔ Ｅ Ｐ Ａ负载量 ３ ０ ％（ Ｔ Ｅ Ｐ Ａ ３ ０一Ａ Ｐ Ｔ Ｓ ３ ０一ＭＳ Ｇ） ， 吸附温度为 ７ ０℃ ， 进气流量为 ３ ０ ｍ Ｌ ／ ｍ ｉ ｎ时， 该吸附剂表现出最好的吸附性能 ， 饱和吸附量 高达 ３ ． ０ ４ ｍ ｍ ｏ Ｌ ／ ｇ ， 较纯 Ｔ Ｅ Ｐ Ａ浸渍提高了 ３ ７ ． ６ ％ 。该吸附剂经 ｌ Ｏ次吸脱附 循环后 ， 饱 和吸附量仅下降 ２ ． ９ ６ ％， 具有较好的循环稳定性 。
ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ａ ｓ ｅ ｌ ｆ—ａ ｓ ｓ ｅ ｍｂ ｌ ｅ ｄ ｉ ｆ ｘ ｅ ｄ ｂ ｅ ｄ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ．Ｉ ｔ Ｗ ｓ ａ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｓ ｏ ｐ ｏ ｒ ｏ ｕ ｓ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ ｇ ｅ ｌ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ３ ０ ％ Ａ ＰＩ ＇ ｓ
关键词 ： 介孔硅胶 ； 混合胺 ； Ｃ Ｏ ２吸 附 ； 循 环 稳 定 性
．
中图分类号 ： Ｔ Ｑ ０ ２ ８ ． １ ５
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ８ — ０ ２ １ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ — ０ ０ ０ １ — ０ ４
Ｍｉ ｘ ｅ ｄ —Ａｍ ｉ ｎ ｅ Ｆｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｍｅ ｓ ｏ ｐ ｏ ｒ ｏ ｕ ｓ Ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ Ｇｅ ｌ ｆ ｏ ｒ ＣＯ２ Ｃａ ｐ ｔ ｕ ｒ ｅ
第 １ 期
陈琳琳 ， 等： 混合胺修饰 的介孔硅胶吸附 Ｃ Ｏ ： 性能研究
混 合胺 修 饰 的 介孔 硅 胶 吸 附 Ｃ Ｏ ２性 能研 究
陈琳琳 ， 郭庆杰
（ 青 岛科技 大学 化工学 院， 山东 青岛 ２ ６ ６ ０ ４ ２ ）
摘要 ： 以介孑 Ｌ 硅胶为载体 ， 采用 “ 嫁接 ＋浸渍” 两步法制备 了混合胺 （ Ａ Ｐ Ｔ Ｓ＋Ｔ Ｅ Ｐ Ａ） 修饰 的介孔硅胶吸附剂 。在 固定床 中考察了 ３
ｍｅ ｓ ｏ ｐ ｏ ｒ ｏ ｕ ｓ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ ｇ ｅ ｌ ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ ｗａ ｓ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ ａ ｔ ｗｏ—ｓ ｔ ｅ ｐ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ，ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｏ ｅ ｇ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ＡＰ Ｔ Ｓ ａ ｎ ｄ Ｔ Ｅ Ｐ Ａ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ，ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｔ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｎ Ｃ Ｏ２ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｗｅ ｒ ｅ