【摘 要】
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溶胶凝胶燃烧合成法是一种制备高性能钙基CO2吸附剂的方法。为优化溶胶凝胶燃烧合成法的制备条件,本文对该合成方法中的溶胶凝胶过程、燃烧过程、热活化过程进行了制备条件优化研究,探究了不同制备条件对钙基吸附剂微观特性及性能的影响。首先,本文对溶胶凝胶过程的水解、陈化、干燥阶段进行了分析。借助SEM、TEM、N2吸附仪及STA等设备探究了柠檬酸与硝酸钙的摩尔比、前驱体溶液的p H值以及加水量对于钙基吸附剂
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溶胶凝胶燃烧合成法是一种制备高性能钙基CO2吸附剂的方法。为优化溶胶凝胶燃烧合成法的制备条件,本文对该合成方法中的溶胶凝胶过程、燃烧过程、热活化过程进行了制备条件优化研究,探究了不同制备条件对钙基吸附剂微观特性及性能的影响。首先,本文对溶胶凝胶过程的水解、陈化、干燥阶段进行了分析。借助SEM、TEM、N2吸附仪及STA等设备探究了柠檬酸与硝酸钙的摩尔比、前驱体溶液的p H值以及加水量对于钙基吸附剂的微观形貌、物理特性参数以及循环碳捕集性能的影响。结果表明最佳的柠檬酸/硝酸钙摩尔比为1:1;最佳的前驱体溶液p H值为2;最佳的加水量为Ca2+离子摩尔数的80倍。其次,对燃烧过程进行了研究。利用STA测定了燃烧过程的TG曲线;确定了燃烧过程的气体及固体产物组分,在此基础上提出了燃烧过程的反应方程。此外,探究了初始燃烧温度和升温速率对制备钙基吸附剂的影响。结果表明,最佳的初始燃烧温度为300℃,最佳的点燃阶段升温速率为10℃/min。最后,对比了热活化过程中不同温度、时间与升温速率下所制备钙基吸附剂的循环性能差异。发现当热活化的温度过高、时间过长时会加剧吸附剂的烧结致使其性能显著恶化。最佳的热活化条件为850℃热活化5 min。基于以上研究结果,获得了性能最佳的钙基吸附剂。其中前驱体溶液的p H值是对性能影响最大的因素。最佳吸附剂在温和循环条件下拥有98%的初始转化率,50次循环后的转化率为52%。其与优化前的吸附剂相比,50次循环的平均转化率提升了20%以上。
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