二氧化硅气凝胶的制备、氨基改性及低温吸附CO_(2)性能研究进展

范龄元; 张梅; 郭敏

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二氧化硅气凝胶的制备、氨基改性及低温吸附CO_(2)性能研究进展

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随着温室效应的加剧,全球气候变暖、极端天气层出不穷,CO_(2)的高效捕集与封存势在必行。目前针对CO_(2)捕获技术主要包括胺溶液的吸收以及固体吸附剂的吸附分离。相比于液体吸收腐蚀性较强及易产生废弃物等不足,低温固体吸附剂因其使用过程对设备要求简单、能耗较低且环境友好,引起人们的广泛关注。其中,二氧化硅气凝胶比表面积大、孔隙率高、孔径可控、表面易于修饰改性,低温下CO_(2)吸附量远高于沸石及活性炭,近年来,在CO_(2)吸附领域成为研究者关注的热点。影响SiO_(2)气凝胶吸附CO_(2)性能的主要因素有两个方面:一是气凝胶本身的结构特点,包括孔径、孔结构、比表面积及孔隙率等;二是气凝胶表面的官能团,包括碱性基团的数量及分布等,后者起着决定性作用。大量研究围绕气凝胶的修饰改性展开,目前主要采取氨基功能化、氮掺杂等方式引入碱性位点,从而大大提升SiO_(2)气凝胶对CO_(2)的吸附性能。然而改性剂有机胺的选择及其负载量、吸附剂中微孔/介孔/大孔的比例对CO_(2)吸附性能的影响机制尚不明晰。因此,基于SiO_(2)改性气凝胶孔结构的设计、碱性位点数量及其分布调控成为CO_(2)吸附性能进一步提升的关键所在。同时,提高吸附速率、优化制备工艺、降低生产成本也是未来研究工作的重点。本文综述了SiO_(2)气凝胶制备工艺对其微观结构的影响,归纳出SiO_(2)气凝胶氨基改性方法以及吸附过程的吸附机理,总结了硅基气凝胶吸附CO_(2)的研究进展,指出了目前存在的问题,为大幅度提高气凝胶CO_(2)低温吸附性能提供科学和实际参考。

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来源
《材料导报》 |2022年第15期|1-8|共8页
作者
范龄元; 张梅; 郭敏;
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作者单位

北京科技大学冶金与生态工程学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类其他冶金技术;
关键词
二氧化硅气凝胶; 二氧化碳吸附; 氨基改性; 吸附剂; 制备方法;

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