介孔碳的制備及其濕儲CO2性能研究.pdf

1、CO2是造成溫室效應最主要的溫室氣體。近年來，隨著人類社會對能源的需求日益增長，石化燃料的消耗不斷加劇，從而導致 CO2的過度排放。如何有效減少CO2的排放，成為全球關注的熱點。CO2的捕集和封存是減少溫室氣體CO2的最有效手段之一。
　　吸附法因為具有能耗低、設備操作簡單、溫度和壓力操作范圍寬等優(yōu)點成為捕集和存儲 CO2最有效方法。氣體水合物技術是一項有潛能的捕集和存儲 CO2的技術，將吸附法和氣體水合物技術結合起來，可以大大提

2、高對 CO2的吸附存儲量。
　　分別采用硬模板法和軟模板法合成介孔碳材料，并利用 N2吸附等溫線、XRD、SEM和TEM進行了表征。結果表明，硬模板法得到CMK-3的比表面積和孔容分別為1115 m2/g和1.11 cm3/g，CMK-3的平均孔徑為3.25 nm。采用軟模板法合成的介孔碳，在反應物質量比為TEOS:resol:HCl:F127=2.08:2.5:1:1且鹽酸的濃度為0.2 M條件下，合成的介孔碳材料的比表面積、孔

3、容達到最優(yōu)，分別為1300 m2/g、1.61 cm3/g，其平均孔徑為8 nm。硬模板法可以得到有序的介孔結構，而軟模板法則無法得到有序的孔結構。
　　預吸附水后介孔碳材料對CO2氣體的吸附性能有了顯著提高。在吸附溫度為275K，吸附壓力為3.6 MPa時，預吸附水的CMK-3對 CO2的吸附量高達42 mmol/g，軟模板法制備的介孔碳對CO2的吸附能力更是高達51.8 mmol/g。而在干燥狀態(tài)下，它們對CO2的吸附量分別為

4、18.2 mmol/g和28 mmol/g。CO2吸附量顯著提高的原因在于，在預吸附水的條件下，不僅形成了二氧化碳水合物，部分孔隙仍能對 CO2進行物理吸附，此外，在水中還可以溶解一定量的CO2。在CMK-3中，275K時，二氧化碳水合物的生成壓力為2.05 MPa，而軟模板介孔碳的水合物生成壓力為1.75 MPa，這是由于CMK-3的孔徑較小，因此需要較高的壓力。對軟模板介孔碳CO2具有很高的存儲容量，在裝填密度為0.3 g/cm3時