煤矸石作为煤的伴生物，存量日益增多，严重威胁生态环境。本研究利用煤矸石中SiO2和Al2O3含量高的特点，制备分子筛用以捕集二氧化碳，以期实现煤矸石的高效资源化利用。以煤矸石为原料，采用水热晶化法制备沸石分子筛，利用扫描电镜、元素分析仪和N2等温吸附对分子筛的组成、形貌与结构进行表征，探究制备过程中KOH添加量、煤半焦掺杂量对分子筛结构和性质的影响。同时，利用聚乙烯亚胺对所制备的分子筛进行载胺改性处理，利用热重分析仪使用纯CO2气体进行静态吸附测试，研究煤矸石基沸石分子筛和胺改性分子筛对CO2的捕集特性。分析结果表明，KOH与煤矸石原料的混合比对所制备分子筛的结构有较大影响，合成的分子筛主要以介孔为主，当KOH与煤矸石质量比为2:1时，所得分子筛的比表面积为100.17 m2·g-1。煤半焦的加入不仅能有效提升分子筛的比表面积和孔容，而且有利于制备同时含有微孔和介孔的分级多孔结构的分子筛复合材料。当煤半焦掺杂量为40%时，制备的分子筛比表面积达249.86m2·g-1，总孔容积为0.249cm3·g-1。CO2吸附性能测试结果表明，分子筛的比表面积与其CO2吸附量存在关联性，在KOH与煤矸石质量比为2:1、煤半焦掺杂量为40%的最优制备条件下，分子筛的CO2吸附量为1.16mmol·g-1。胺负载改性能有效提升分子筛的CO2捕集能力，但过量的聚乙烯亚胺会在分子筛孔隙内聚集堵塞孔道，导致分子筛的物理吸附能力减弱，使得CO2饱和吸附量下降。因此随着胺负载量的增大，分子筛的CO2吸附量呈现出先增大后减小的趋势。当胺负载量为15%时，CO2捕集能力达到最优，为1.59mmol·g-1。综上所述，以煤矸石为原料制备的复合分子筛对CO2具有较为良好的吸附效果，对煤矸石资源化利用的探索具有一定实际意义。

1 试验部分
1.1 实验原料
1.2 煤矸石基沸石分子筛的制备
1.3 胺负载分子筛的制备
1.4 分子筛的性质表征
2吸附性能评价'>1.5 CO2吸附性能评价
2.结果讨论
2.1煤矸石基沸石分子筛性能表征
2.1.1 比表面积和孔结构分析
2.1.2 表面形貌分析
2吸附性能研究'>2.2 煤矸石基沸石分子筛的CO2吸附性能研究
2吸附性能的影响'>2.2.1 煤半焦掺杂量对CO2吸附性能的影响
2吸附性能评价'>2.2.2 胺改性煤矸石基分子筛的CO2吸附性能评价
3.结论

全翠,王福栋,郭爱军等.煤矸石基沸石分子筛的制备及其对CO_(2)捕集性能研究[J/OL].煤炭学报:1-11[2023-07-14].DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2023.0436.