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作者:雷嗣远;王思源;何川;张伟;王乐乐;汪华;刘鹏;陈宝康;周长松;
单位:西安热工研究院有限公司苏州分公司;华能重庆两江燃机发电有限责任公司;南京师范大学能源与机械工程学院;
摘要:利用不同质量的K_2CO_3和PEI将TiO_2表面功能化并深入研究CO_2的吸附性能和机理;通过超声浸渍法,以K_2CO_3和聚乙烯亚胺(PEI)为功能化材料,以商用选择性催化还原(SCR)催化剂白胚(多孔型TiO_2)为载体成功制备CO_2低温吸附剂;利用XRD、DTG、FTIR和XPS表征测试改性吸附剂的理化特性。结果表明:K_2CO_3和PEI可活化多孔型TiO_2孔隙结构,并提高表面碱性活性中心的密度,不仅有助于提升PEI和K_2CO_3的容纳能力,还有利于吸附活性位点的暴露以及CO_2的扩散与吸附;PEI负载可引入大量活性官能团和碱性胺位点,对CO_2的吸附容量可达2.11 mmol/g。通过测量50%PEI@TiO_2吸附剂对CO_2的吸附量以及Langmuir、Freundlich吸附等温线模型的拟合发现,CO_2以物理吸附为主,吸附时范德华力起主要作用;CO_2最佳吸、脱附温度分别为50℃和110℃。循环实验表明,与PEI相比,K_2CO_3负载Ti O_2更稳定,30次循环后CO_2吸附容量下降不超过10%,表明以商用SCR催化剂白胚为载体的功能化材料有望应用于烟气CO_2低温捕集。
关键词:碳捕集;;低温吸附;;功能化;;TiO_2载体;;循环利用
基金资助:国家重点研发计划项目(2023YFB4104000);; 西安热工研究院有限公司院自立科技项目(GU-23-TYK20)~~