【摘 要】
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针对愈发严重的全球气候变暖现象,降低燃煤电厂CO2的排放对于缓解温室效应具有重要意义。用于CO2分离的胺基功能化聚丙烯酸酯复合材料具有CO2吸附效率高、能耗低、稳定性好的特点,且其再生过程所需要能量可以由电厂尾部的烟气余热提供,因此具有较高的经济效益和广阔的应用前景。本文紧紧围绕胺基功能化聚丙烯酸酯复合材料的规模化制备展开研究工作,主要内容包括:（1）对聚丙烯酸酯基体规模化制备进行逐级放大,首先通
【基金项目】
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国家重点研发计划（2017YF0603300）；
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针对愈发严重的全球气候变暖现象,降低燃煤电厂CO2的排放对于缓解温室效应具有重要意义。用于CO2分离的胺基功能化聚丙烯酸酯复合材料具有CO2吸附效率高、能耗低、稳定性好的特点,且其再生过程所需要能量可以由电厂尾部的烟气余热提供,因此具有较高的经济效益和广阔的应用前景。本文紧紧围绕胺基功能化聚丙烯酸酯复合材料的规模化制备展开研究工作,主要内容包括:（1）对聚丙烯酸酯基体规模化制备进行逐级放大,首先通过3 L乳化釜与10 L聚合釜对基体材料结构进行重构,研究了乳液组成与配比等因素对骨架孔结构和孔表面结构的影响;再通过30 L乳化釜与100 L聚合釜考察了配方与工艺对聚合度的影响;最后通过100 L乳化釜与250 L聚合釜研究了乳化釜和聚合釜内动量和能量的传递规律,并对乳液聚合配方进行了再优化。通过研究,确定了乳液聚合最佳配方和条件,在200 L乳化釜与600 L聚合釜中,实现了聚丙烯酸酯基体的规模化连续生产,产率均在50%上,并制备了1吨聚丙烯酸酯多孔球形材料。（2）探索了逐级规模化胺改性的生产工艺,完成了4吨改性胺的生产。在此基础上,通过在聚丙烯酸酯基体中浸渍改性胺,并对浅表层的胺进行深度改性后,形成特殊的三层胺结构,生产了5吨胺基功能化聚丙烯酸酯复合材料。在模拟实际工业环境下,测试规模化制备的胺基功能化材料性能表明,该材料具有高吸附性能和稳定性,CO2平均吸附量为1.02mmol/g;在700次循环后,吸附容量下降幅度小于1%,并展示了高抗水汽、抗脲化和抗氧化能力,以及良好的耐磨性能。
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