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温室气体组成中的二氧化碳对整个温室效应贡献了近60%,因此从环境保护、经济的可持续发展和人类长远利益最大化的角度出发,在全球范周内进行二氧化碳捕集技术的研究至关重要。
本论文采用吸附技术进行二氧化碳的富集和分离,具体采用自制的沥青基球状活性炭(PSAC)和以金属有机框架物为模板合成的多孔炭为吸附剂,考察其对二氧化碳的吸脱附性能。
以PSAC为吸附材料,考察了不同温度下空气氧化对其孔结构及其对CO2吸附性能的影响。实验结果表明:当氧化温度为450℃时,由于空气中的氧对PSAC进行了一定程度地弱活化,比表面积、总孔孔容分别由975m2/g、0.52cm3/g增加到1117m2/g、0.59cm3/g,相应对CO2的平衡吸附量由0.8mmo1/g增加到1.03mmo1/g;同时空气氧化能一定程度地提高PSAC表面的羟基、羰基官能团的含量。
以无孔金属有机配合物为模板,通过对间苯二酚和甲醛进行原位聚合物,再炭化热处理制得新型碳质多孔材料,并考察了不同老化时间和炭源用量对多孔炭孔结构及其对CO2吸附性能的影响。研究结果表明:当固定金属有机配合物、间苯二酚、甲醛的用量分别为1g、1.6g、2.2g,老化时间为3天时,合成的多孔炭的比表面积(BET)为2368m2/g,孔容为2.6cm3/g,对CO2的饱和吸附量为2.8mmol/g。
对这种以金属有机配合物为模板的多孔炭的结构优化由为重要,可以将这种多孔炭材料用于电化学双层电容器的电极材料上。