高温二氧化碳吸附剂的制备及其性能研究

• 作 者: 王婵月
• 机 构: 华南理工大学
• 出 处: 华南理工大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 二氧化碳 二氧化碳吸附剂 吸附剂吸附性能 吸附性能纳米粉末 纳米粉末

在所有温室气体中，二氧化碳(CO<,2>)是含量高，对温室效应贡献最大的气体，而目前大气中CO<,2>气体主要来源于工厂使用的高温炉等设备，且排出的气体大都处于高温状态，因此制备可以在高温下直接吸收CO<,2>的材料，成为一个非常有意义的课题。因此本课题研究的重点是如何制备出性能优异的无机吸附材料一Li2Zr03，掺钾的Li<,2>ZrO<,3>(K-doped Li<,2>ZrO<,3>)和Li4SiO<,4>。
本论文从纳米粉末材料的制备技术着手，以具有CO<,2>吸附性能的Li<,2>ZrO<,3>及K-dopedLi<,2>ZrO<,3>为模型，以分析纯的金属硝酸盐为起始原料，采用柠檬酸-乙二醇(CA-EG)络合法，在较大的pH值范围内制备了Li<,2>ZrO<,3>及K-doped Li<,2>ZrO<,3>前驱体，分别将前驱体高温煅烧，得到具有CO<,2>吸附性能的Li<,2>ZrO<,3>、K-doped Li<,2>ZrO<,3>晶体粉末材料。采用综合热分析仪(TG-DSC)、X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对Li<,2>ZrO<,3>及K-doped Li<,2>ZrO<,3>前驱体及其晶体粉末进行表征，分析了凝胶的热分解变化过程和四方晶形结构的形成过程，探讨了煅烧气氛、pH值、煅烧温度和煅烧时间对材料制备的影响。
其次以具有CO<,2>吸附性能的Li<,4>SiO<,4>为模型，以分析纯的原硅酸乙酯、硝酸锂为起始原料，采用柠檬酸．乙醇络合法(CA-EtOH络合法)制备了Li<,4>SiO<,4>前驱体，将前驱体高温煅烧，得到具有CO<,2>吸附性能的Li<,4>SiO<,4>晶体粉末材料。采用TG-DSC、XRD、SEM等对Li<,4>SiO<,4>前驱体及其晶体粉末进行表征、分析，探讨了煅烧温度和煅烧时间对材料晶形、形貌的影响。
最后，采用TG分别对Li<,2>ZrO<,3>/Li<,4>SiO<,4>及K-doped Li<,2>ZrO<,3>晶体粉末材料在程序升温状态下及高温恒温状态下吸附CO<,2>的性能进行研究，为材料的应用提供依据。Li<,2>ZrO<,3>、K-doped Li<,2>ZrO<,3>及Li<,4>SiO<,4>粉末达到最大吸附量时的温度不同：Li<,2>ZrO<,3>最佳吸附温度为600℃，90min样品质量增加达23.6％；K-doped Li<,2>ZrO<,3>最佳吸附温度为500℃，90min样品质量增加达29.5％；Li<,4>SiO<,4>最佳吸附温度为700℃，达到最大吸附量时样品质量增加达32.2％。