二氧化碳捕集功能材料的制備與性能研究.pdf

1、人類活動排放大量的二氧化碳而引起全球變暖問題越來越受到人們的重視。針對煙道氣中二氧化碳的捕集，工業(yè)上應用的主要方法有胺溶液吸收法與無機多孔材料吸附法。但是在實際應用時，胺溶液高腐蝕性與高能耗等缺點使得這種方法的應用前景受到一定限制。另一類材料無機多孔材料由于對二氧化碳選擇性不高，在常壓吸附能力較差并且大多需要高壓低溫的復雜吸附工藝?；诖?，我們提出制備新型固體胺材料解決上述問題。本文分別側(cè)重于三個不同方面設計制備新型固體胺材料，制備的固

2、體胺可作吸收劑也可作為吸附劑。
　　1、設計和制備一種新型負載了聚乙烯亞胺的聚合物多孔材料作為捕集二氧化碳的吸收劑。先用濃乳液模板法制備聚丙烯酸叔丁酯多孔材料，通過一步水解反應得到多孔聚丙烯酸。通過多孔聚丙烯酸材料表面接枝聚乙烯亞胺得到預定的二氧化碳捕集材料。由于這種特殊的材料設計，聚合物多孔材料中具有高的氮含量(13.9wt％)，因此其在40℃擁有一個大的二氧化碳吸收能力。在100KPa壓力下，這種材料具有高的二氧化碳吸收能力5

3、.91mmol/g。此外它還表現(xiàn)出高的吸收速率和較易的再生性能，對二氧化碳具有良好的選擇性。
　　2、使用多孔聚苯乙烯作為多孔骨架材料，將其表面修飾聚乙烯亞胺得到氨基功能化的多孔材料。首先在多孔聚苯乙烯材料制備過程中加入制孔劑得到高比表面積的聚苯乙烯多孔材料;然后通過在多孔材料表面接枝聚丙烯酸得到羧基功能化的聚苯乙烯多孔材料。最后利用羧基與聚乙烯亞胺的反應的得到氨基功能化的聚合物多孔材料。這種氨基功能化的多孔材料可用于大氣中二氧化

4、碳捕集。在100Kpa和40℃下，其二氧化碳的吸附能力達到3.46mmol/g。重要的是所得的吸附劑也表現(xiàn)優(yōu)良的抗?jié)裥浴⒏叩亩趸嘉剿俾?、良好的選擇性與容易再生性能。
　　3、將聚乙烯亞胺接枝到磁性四氧化三鐵納米粒子表面制備得到一種新型易回收的二氧化碳吸收材料。聚乙烯亞胺被選作主要的吸收劑，然后將其化學接枝到納米四氧化三鐵粒子表面就得到的聚乙烯亞胺修飾的納米粒子。這種氨基功能化的納米粒子可以穩(wěn)定的分散在水中。改性接枝前后磁性納