SSZ-13分子筛合成及CO2/N2分离

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大气中CO2的含量增加对环境的影响方面众多,主要包括全球气温上升、全球气候的变化、对生态系统结构和物质循环的影响、对农作物以及森林草原的影响以及由此带来的社会经济效应。而人类活动排放的CO2是大气中CO2增加的直接原因,其中绝大部分的CO2是由化石燃料燃烧所产生的,在未来的几十年里,全球80%的能源供应还需要依赖于化石燃料。因此,从烟道气中回收利用CO2对于降低温室气体排放具有重要的意义。烟道气中的CO2含量较低,采用低温分析法、吸收法、膜法来捕集CO2或多或少存在一些缺点,而吸附法因能耗低,设备简单、压力温度操作范围宽而成为回收CO2最有优势的方法。本文首先用传统的水热法合成了分子筛SSZ-13作为吸附剂,为了了解分子筛SSZ-13的表面性质及吸附行为,本文还用XRD、SEM、TEM、FT-IR和BET对其进行表征,并且测定了多种气体在其上的吸附行为。结果表明,分子筛SSZ-13晶形高度重叠在一起,表现为无规则形并具有有序的孔道结构;它具有典型的I型吸附等温线特征,以微孔为主,其Langmuir比表面积是703m2/g;孔径分布比较均一,绝大部分都集中在1nm以内。其吸附CO2的能力与其吸附N2的能力差异较大,具有很好的分离效果。其次,研究了分子筛SSZ-13对CO2/N2的分离性能。结果表明,分子筛SSZ-13对CO2/N2具有较好的分离因子,且分离因子随温度的升高而逐渐减小,受压力影响很小可以忽略。最后,考察了分子筛SSZ-13的再生性能。结果表明,再生度随加热的温度升高而变大,即加热抽真空处理分子筛SSZ-13,基本上可以使其完全再生。而且SSZ-13分子筛经过多次再生穿透循环后仍能保持有较好的稳定性。
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