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二氧化碳吸附纤维的研制

二氧化碳吸附纤维的研制. 报告人：李培源 指导老师：陈水挟教授. 报告内容. 前言. 1. 结果与讨论. 2. 结论. 3. 一、前言. 1 、研究意义 温室效应与全球变暖 京都议定书 CO 2 良好的应用前景. 1700s“ 小”冰期时期全球的平均气温仅仅比现在低 1 o C, 而 19 世纪末以来，全球平均气温升高了 0.3~0.6℃. 一、前言. 1 、研究意义 温室效应与全球变暖 京都议定书 CO 2 良好的应用前景. 一、前言. 1 、研究意义 温室效应与全球变暖 京都议定书

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二氧化碳吸附纤维的研制

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Presentation Transcript

  1. 二氧化碳吸附纤维的研制 报告人：李培源 指导老师：陈水挟教授

  2. 报告内容 前言 1 结果与讨论 2 结论 3

  3. 一、前言 • 1、研究意义 • 温室效应与全球变暖 • 京都议定书 • CO2良好的应用前景 1700s“小”冰期时期全球的平均气温仅仅比现在低1oC,而19世纪末以来，全球平均气温升高了0.3~0.6℃

  4. 一、前言 • 1、研究意义 • 温室效应与全球变暖 • 京都议定书 • CO2良好的应用前景

  5. 一、前言 • 1、研究意义 • 温室效应与全球变暖 • 京都议定书 • CO2的富集为化石燃料的使用提供缓冲空间，良好的应用前景

  6. 溶剂吸收法 吸附法 膜分离法 冷凝法 • 2、分离富集方法 用于大量排放CO2的环境， 对CO2进行大规模富集

  7. 创新点 • 以玻璃纤维作为支撑物，用环氧树脂将聚乙撑亚胺（PEIM）固化在玻璃纤维上。利用纤维吸附材料特有的结构获得更大的有效接触面积，提高CO2吸附。该吸附纤维结合了溶剂吸收法和吸附法的优点，且以固态存在，便于使用工艺上的设计。

  8. 二、结果与讨论 IR 表征 TG 交换容量 胺型吸附纤维 吸水率 测试 湿态CO2吸附 干态CO2吸附 再生性能

  9. 红外光谱分析 所制备的胺型吸附纤维的谱图中在波数为915cm-1处的IR吸收峰消失，这是端环氧基的特征吸收峰，由此可以证明制备过程中加入的环氧树脂与PEIM已经充分交联了。 图1.浸泡液浓度为5%样品的红外光谱

  10. 图2. 浸泡液浓度为5%样品的TG曲线 图3. 浸泡液浓度为20%样品的TG曲线 TG结果分析

  11. 表1. 浸泡液浓度为5%样品的热稳定性

  12. 表2. 浸泡液浓度为20%样品的热稳定性

  13. 交换容量结果分析 实验方法：称取干燥纤维0. 5g, 放入100mL具塞锥形瓶中, 移入50mL0. 05mol/L盐酸, 密封放置24h. 用0. 05mol/L NaOH标准溶液进行滴定, 依据中阴离子交换树脂湿基全交换容量的测定方法, 按下式进行计算： 式中：E1, 纤维的吸附容量, mmol/g; CHCl, 标准盐酸溶液浓度, mol/L; CNaOH, 标准NaOH溶液浓度, mol/L; VNaOH为滴定所耗的NaOH体积, mL; m为样品质量, g.

  14. 表3.浸泡液浓度为20%样品的交换容量

  15. 吸水率结果分析 图4.浸泡液浓度为5%相同原料比例不同涂层质量样品的吸水率曲线

  16. 图5. 浸泡液浓度为5%相同涂层质量不同原料比例的样品的吸水率曲线 图6. 浸泡液浓度为20%相同涂层质量不同原料比例的样品的吸水率曲线

  17. 湿态CO2吸附结果分析 图7.浸泡液浓度为5%相同原料比例不同涂层质量样品的湿态CO2吸附曲线

  18. 图8. 浸泡液浓度为5%相同涂层质量不同原料比例的样品的湿态CO2吸附曲线 图9. 浸泡液浓度为20%相同涂层质量不同原料比例的样品的湿态CO2吸附曲线

  19. 涂层质量 湿态CO2吸附率 原料中交联剂用量 湿态CO2吸附率最高可达到20wt%以上

  20. 干态CO2吸附结果分析 图10.浸泡液浓度为5%相同原料比例不同涂层质量样品的干态CO2吸附曲线

  21. 图11. 浸泡液浓度为5%相同涂层质量不同原料比例的样品的干态CO2吸附曲线 图12. 浸泡液浓度为5%相同涂层质量不同原料比例的样品的干态CO2吸附曲线

  22. 再生性能 表4 浸泡液浓度为20%样品再生结果

  23. 结论 1.用环氧树脂将PEIM固化在玻璃纤维上，可制得一类新型的CO2吸附纤维。 2.适当的交联剂用量有利于提高该吸附纤维的热稳定性，使其最高可在250℃左右保持热稳定。 3.适当的交联剂用量可以使所得的吸附纤维既具有高的热稳定性，又具有良好的二氧化碳吸附容量。样品在饱和水蒸汽条件下对CO2吸附率最高可达到20wt%以上。 4.吸附纤维具有良好的重复使用及再生能力,在80℃即可再生，且再生后吸附纤维对湿态CO2的吸附量变化不大。

  24. 致谢 • 广东省自然科学基金 • 广州市科技计划攻关项目 • 中山大学化学与化学工程学院创新基金 • 陈水挟老师的悉心指导 • 综合化学实验室的老师 • 材料所的老师及师兄、师姐

  25. Thank You !

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