用于提高叔胺的二氧化碳吸收能力的纳米多孔碳材料促进剂的制备OA

作者：Masood S.Alivand; Omid Mazaheri; Yue Wu; Geoffrey W.Stevens; Colin A.Scholes; Kathryn A.Mumford^*

来源：Engineering, 2020, 6(12): 111-139.

• 二氧化碳吸收
• 纳米流体
• N,N-二乙基乙醇胺
• 纳米多孔碳促进剂
• 聚胺功能化

叔胺水溶液具有吸收力强、反应热低、腐蚀性低等特点,作为一种二氧化碳(CO2)吸收剂,其应用前景良好。然而,由于叔胺吸收CO2的速率过慢,不适用于大规模实际应用。本文对一些不同特性的纳米多孔碳材料促进剂(NCP)进行了合成和表征,并将其作为N,N-二乙基乙醇胺(DEEA)水溶液吸收CO2的加速剂。通过采用超声技术将NCP注入到3 mol·L-1的DEEA水溶液中,制备得到了DEEA-NCP纳米流体。结果表明,在与乙二胺(EDA)、聚乙烯亚胺(PEI)发生官能化反应的微孔(GC)碳材料和介孔(GS)碳材料结构中,GC-EDA促进剂的性能最佳。对比DEEAGC-EDA纳米流体与典型的DEEA水溶液得出,GC-EDA促进剂在40℃时的CO2吸收率为36.850.7 kPa·min-1,提高了3 8.6%,平衡CO2吸收率为每摩尔DEEA中CO2的含量为0.690.78 mol(15 kPa;40℃),提高了13.2%。此外,本文测定了DEEA-GC-EDA纳米流体的可再利用性,同时还提出了循环利用的方法。本文得出结论:在叔胺中加入NCP-GC-EDA促进剂可以提高CO2吸收率,同时还有利于实现叔胺的大规模使用,其前景广阔。