CO₂排放被認(rèn)為是引起全球氣候變暖的主要成因。鈣循環(huán)作為一種具有應(yīng)用前景的CO₂捕獲技術(shù),受到廣泛關(guān)注。氧化鈣具有高理論吸附容量,但反復(fù)循環(huán)導(dǎo)致迅速喪失吸附活性。針對這一問題,主要解決手段包括惰性載體摻雜和微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控。金屬有機(jī)框架材料(MOF)衍生固體材料具有獨(dú)特微觀結(jié)構(gòu)與可控性,是制備理想鈣基吸附劑的解決途徑。基于此,本文擬采用同源MOF衍生鈣基吸附劑,探究不同合成條件、負(fù)載類型及負(fù)載方式對MOF衍生吸附劑活性及穩(wěn)定性的影響,結(jié)合多種表征手段揭示MOF衍生吸附劑構(gòu)效關(guān)系,為理性設(shè)計高性能鈣基吸附劑提供新的思路。為開發(fā)出高活性和高穩(wěn)定性的鈣基吸附劑,提出了一種簡便的MOF模板合成方法,制備出性能優(yōu)良的鈣鋁基吸附劑,采用循環(huán)性能實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)表征技術(shù)探究了MOF衍生吸附劑的構(gòu)效關(guān)系。結(jié)果表明,鈣鋁固溶體及其與Ca O在納米尺度上的均勻混合改善了熱穩(wěn)定性。Al₂O₃含量低至4.44wt%,仍可保持良好的熱穩(wěn)定性。合成因素(溶劑熱反應(yīng)溫度、金屬鹽和有機(jī)配體)對金屬離子與有機(jī)配體之間結(jié)晶速率和配位方式產(chǎn)生一定...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 鈣基固體吸附劑
    1.3 改性鈣基固體吸附劑
    1.4 金屬有機(jī)框架材料(MOFs)及其衍生吸附劑
    1.5 本論文的工作構(gòu)想
第2章 金屬有機(jī)框架衍生CaAl基吸附劑制備及性能優(yōu)化
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        2.2.2 MOF及其衍生吸附劑的制備
        2.2.3 結(jié)構(gòu)表征
            2.2.3.1 晶相結(jié)構(gòu)
            2.2.3.2 分子結(jié)構(gòu)
            2.2.3.3 元素分析
            2.2.3.4 表面形貌結(jié)構(gòu)
            2.2.3.5 比表面積及孔結(jié)構(gòu)
        2.2.4 CO₂吸附性能表征
        2.2.5 MOF前驅(qū)體的熱轉(zhuǎn)化
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 金屬有機(jī)框架及其衍生吸附劑的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 CaO/Al₂O₃質(zhì)量比與吸附性能的關(guān)系
        2.3.3 合成條件對吸附劑的結(jié)構(gòu)及吸附性能的影響
            2.3.3.1 溶劑熱反應(yīng)溫度的影響
            2.3.3.2 煅燒溫度的影響
            2.3.3.3 金屬鹽的影響
            2.3.3.4 有機(jī)配體的影響
        2.3.4 吸附劑性能優(yōu)異的影響因素
        2.3.5 鈣基吸附劑熱穩(wěn)定性
        2.3.6 MOF衍生吸附劑形成機(jī)理
    2.4 小結(jié)
第3章 惰性載體類型對MOF衍生吸附劑性能的影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        3.2.2 MOF及其衍生吸附劑制備
        3.2.3 結(jié)構(gòu)表征
        3.2.4 CO₂吸附性能表征
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 Al₂O₃摻雜的影響
        3.3.2 MgO摻雜的影響
    3.4 小結(jié)
第4章 惰性負(fù)載方式對MOF衍生吸附劑性能的影響
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        4.2.2 一步法制備
        4.2.3 兩步法制備
        4.2.4 結(jié)構(gòu)表征
        4.2.5 CO₂吸附性能表征
        4.2.6 MOF前驅(qū)體的熱轉(zhuǎn)化
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 CaAl基吸附劑
        4.3.2 CaMg基吸附劑
        4.3.3 熱分解
    4.4 小結(jié)
第5 章 全文總結(jié)及展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
致謝



本文編號：3750253