【摘 要】
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温室气体大量排放导致全球变暖而引起的极端天气和海平面上升等气候灾难给人类的生存造成了严重威胁。燃煤电厂烟道气中CO2排放量占总碳排放量的33.3%,实现烟道气中CO2高效捕集具有重要意义。固体吸附法具有吸附速率快、选择性高和操作简单的优点。生物炭作为固体吸附材料具有稳定性高,吸附量大的优点。但使用生物炭材料对CO2吸附受到温度及自身结构的限制。本文围绕生物炭结构调控、功能化改性及烟道气中H2O（g
【基金项目】
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国家自然科学基金（U20A20124;22108208）； 宁夏回族自治区重点研发计划（重大科技）项目（2018BCE01002）； 国家自然科学基金地区项目（21868025）； 宁夏高等学校一流学科建设项目（NXYLXK2017A04）；
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温室气体大量排放导致全球变暖而引起的极端天气和海平面上升等气候灾难给人类的生存造成了严重威胁。燃煤电厂烟道气中CO2排放量占总碳排放量的33.3%,实现烟道气中CO2高效捕集具有重要意义。固体吸附法具有吸附速率快、选择性高和操作简单的优点。生物炭作为固体吸附材料具有稳定性高,吸附量大的优点。但使用生物炭材料对CO2吸附受到温度及自身结构的限制。本文围绕生物炭结构调控、功能化改性及烟道气中H2O（g）和O2对固体胺吸附剂的影响进行了系统研究。（1）以核桃壳为碳前驱体,通过调节活化剂ZnCl2·6H2O、FeCl3-6H2O和H2O（g）的用量探究其对生物炭结构的影响。研究表明,ZnCl2有助于生物炭中＜1 nm微孔的形成。FeCl3有助于1～2 nm的微孔形成。H2O（g）的活化使得生物炭中孔径0.5-0.73 nm向1-4 nm移动,因而通过金属盐和H2O（g）实现了对0.5～4.0 nm的孔径调控。微孔生物炭在0℃和25℃条件下具有较为优异的CO2吸附能力,其中0.33～0.72 nm的微孔在0℃时对CO2具有较高的贡献。（2）FeCl3·6H2O、Mg（NO3）2·6H2O和H2O（g）为活化剂制备介孔生物炭。经过四乙烯五胺（TEPA）改性后得到固体胺吸附剂。使用CO2穿透吸附装置测试CO2吸附性能。吸附剂CBC-50-TEPA的CO2吸附量为2.82 mmol/g。在含有10%H2O（g）模拟烟气中CBC-50-TEPA吸附量增加到3.31 mmol/g,并具有较高的水稳定性。（3）研究了 O2对吸附剂Nonadditive、DNP和BHT-168中胺基的影响。研究表明TEPA改性后的固体胺吸附剂在80℃时极易被氧化为碱性较弱的酰胺基团,使CO2吸附量降低。经过氧化后,吸附剂Nonadditive吸附量为原来的41.2%,吸附剂DNP吸附量为原来的90.8%,BHT-168吸附量为原来的96.5%,抗氧化改性后的固体胺吸附剂保持了较高的稳定性。
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