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作者
高雅茹王燕李瑶
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单位
河南理工大学安全科学与工程学院河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地
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摘要
开发一种用于吸附和分离CO2/CH4以及吸附甲醇的经济、高效、安全的纳米多孔碳材料,以黏胶纤维织物为前体物质,以CO2为活化剂,采用一步碳化-活化方法制备柔性氮掺杂活性多孔碳布,并探讨活化温度对多孔碳孔隙结构发育和化学成分的影响。结果表明,活化温度800℃时制备的FPCC-A-800超微孔体积为0.29 m~3/g,占总孔体积的71%,含氮量为5.88%。在25℃和0.1 MPa压力下,FPCC-A-800对CO2的吸附量最高为3.13 mmol/g,根据理想吸附溶液理论(IAST),计算二元混合气体CO2/CH4(体积比为50/50),FPCC-A-800的CO2/CH4选择性为2.35,这归因于FPCC-A-800优异的超微孔结构和适中的含氮量协同作用。活化温度900℃时制备FPCC-A-900,在25℃和0.009 5 MPa压力下其甲醇吸附量可达9.90 mmol/g,这是因为它具有最大的比表面积(1 159 cm~2/g)和总孔体积(0.54 cm~3/g)。活化温度700℃时制备的FPCC-A-700具有较高的含氮量,在低压范围展现出最优的CO2/CH4分离性能,根据Henry定律,25℃时其CO2/CH4选择性系数为3.36。实验表明,制备的柔性氮掺杂活性多孔碳布在治理温室气体、提高煤层气利用率和吸附工业甲醇等方面均具有较好的应用前景。
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关键词
柔性氮掺杂活性多孔碳布2/CH4吸附分离"name="keyword">CO2/CH4吸附分离甲醇吸附
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金资助项目(42002164);河南省自然科学基金资助项目(202300410171);中国博士后科学基金资助项目(2018M632775);
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文章目录
0 引言
1 实验
1.1 实验原料、试剂和仪器
1.2 多孔碳布制备
1.3 结构表征
1.4 吸附性能测试
2 结果与讨论
2.1 碳化-活化机制
2.2 形貌结构分析
2.3 XRD分析
2.4 孔径分析
2.5 化学成分分析
2.6 吸附分离性能分析
3 结论
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引用格式
高雅茹,王燕,李瑶.柔性氮掺杂活性多孔碳布的制备及其对CO_2/CH_4吸附分离和甲醇吸附研究[J].河南理工大学学报(自然科学版),2022,41(06):45-53.DOI:10.16186/j.cnki.1673-9787.2021040078.