【摘 要】
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CO2是最突出的一类温室气体,其浓度增加会带来一系列不利影响,与全球变暖问题相比,CO2增加导致的室内空气质量问题容易被人们忽视。室内CO2主要来自于人们的呼吸代谢,尽管比工业产生的浓度低,但若不能与外界及时通风,CO2浓度会很快升高,对人们的身体健康造成威胁。因此,许多研究人员已经开始寻找脱除密闭空间低浓度CO2的有效方法。本文在系统总结了常用CO2脱除技术的基础上,研究出以非对称结构的中空纤维
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CO2是最突出的一类温室气体,其浓度增加会带来一系列不利影响,与全球变暖问题相比,CO2增加导致的室内空气质量问题容易被人们忽视。室内CO2主要来自于人们的呼吸代谢,尽管比工业产生的浓度低,但若不能与外界及时通风,CO2浓度会很快升高,对人们的身体健康造成威胁。因此,许多研究人员已经开始寻找脱除密闭空间低浓度CO2的有效方法。本文在系统总结了常用CO2脱除技术的基础上,研究出以非对称结构的中空纤维膜为载体的新型固态胺脱除低浓度CO2技术,通过对其吸附性能多层次的探讨,发现所制备的固态胺在低浓度CO2捕集中优势明显,为今后固态胺类吸附剂的制备和应用发展提供了新的研究思路。本文得到的主要结论如下:采用浸渍法首次将四乙烯五胺(TEPA)负载在非对称结构的聚砜(PSF)中空纤维膜的多孔层内,得到PSF-TEPA固态胺吸附剂,在20℃,TEPA的负载量为47.11 wt%时,对0.4 vol%CO2饱和吸附容量达到1.93 mmol·g-1,具有较高的CO2捕获能力。当温度升至50℃、CO2浓度增加到0.55 vol%时,吸附性能进一步增强,饱和吸附量达到2.32 mmol·g-1。经5次吸附-脱附循环后,CO2吸附容量仍保持新鲜固态胺的74.02%,具有较好的循环稳定性能。采用嫁接方式将Y-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷(AEAPS)中的氨基基团固定在多孔A1203中空纤维陶瓷膜的内外表面制成Al2O3-AEAPS固态胺吸附剂,经8次循环再生后,饱和吸附量仅降低了6.81%,具有优良的循环稳定性能。采用从膜壁逸出的气体流通方式可以有效地加强CO2的吸附性能,在20 ℃、胺嫁接率为37.15%时,对0.55 vol%CO2的吸附容量达到0.54 mmol·g-1。温度升高到45℃以后受热力学因素影响A1203-AEAPS吸附CO2能力开始下降。但加入0.45 vol%的水蒸气时,吸附量比干燥状态可提高0.3倍,具有一定的室内应用潜能。
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