五乙烯六胺修饰的MCF基吸附剂的制备及其CO2吸附性能研究

冯星星 谢菁 胡庚申 贾爱平 谢冠群 罗孟飞

引用本文: 冯星星, 谢菁, 胡庚申, 贾爱平, 谢冠群, 罗孟飞. 五乙烯六胺修饰的MCF基吸附剂的制备及其CO2吸附性能研究[J]. 物理化学学报, 2013, 29(06): 1266-1272. doi: 10.3866/PKU.WHXB201304091 shu
Citation:  FENG Xing-Xing, XIE Jing, HU Geng-Shen, JIA Ai-Ping, XIE Guan-Qun, LUO Meng-Fei. Preparation of Pentaethylenehexamine-Functionalized Mesocellular Silica Foams and Their Application for CO2 Adsorption[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(06): 1266-1272. doi: 10.3866/PKU.WHXB201304091 shu

五乙烯六胺修饰的MCF基吸附剂的制备及其CO2吸附性能研究

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21203167)资助项目 (21203167)

摘要:

以三嵌段共聚物P123 (EO20-PO70-EO20)为模板剂合成了介孔泡沫氧化硅(MCF)材料. MCF经过五乙烯六胺(PEHA)修饰后用于捕捉CO2. 采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、热重分析(TGA)对MCF和MCF-PEHA进行了表征. 结果表明, PEHA对MCF改性后, 并没有破坏MCF载体本身的结构. MCF-PEHA的CO2吸附量在75℃时达到最大. 随着PEHA含量的增加, MCF-PEHA的CO2吸附量呈先增大后减小的趋势, 当PEHA含量为70% (w)时, CO2吸附量达到最大, 为3.55 mmol·g-1. 水汽促进了吸附剂的CO2吸附性能. 研究结果还表明, MCF-70吸附剂经过四次吸脱附循环, 吸附性能基本保持不变, 表现出很好的可再生性能.

English

    1. [1]

      (1) Lee, S. S.; Mun, S. M.; Choi,W. J.; Min, B. M.; Cho, S.W.; Oh,K. J. J. Environ. Sci. 2012, 24, 897. doi: 10.1016/S1001-0742(11)60788-2

      (1) Lee, S. S.; Mun, S. M.; Choi,W. J.; Min, B. M.; Cho, S.W.; Oh,K. J. J. Environ. Sci. 2012, 24, 897. doi: 10.1016/S1001-0742(11)60788-2

    2. [2]

      (2) Zhang, J.; Misch, R.; Tan, Y.; Agar, D.W. Chem. Eng. Technol.2011, 34, 1481. doi: 10.1002/ceat.v34.9(2) Zhang, J.; Misch, R.; Tan, Y.; Agar, D.W. Chem. Eng. Technol.2011, 34, 1481. doi: 10.1002/ceat.v34.9

    3. [3]

      (3) Kemper, J.; Ewert, G.; Grünewald, M. Energy Procedia 2011, 4,232. doi: 10.1016/j.egypro.2011.01.046(3) Kemper, J.; Ewert, G.; Grünewald, M. Energy Procedia 2011, 4,232. doi: 10.1016/j.egypro.2011.01.046

    4. [4]

      (4) Du, M.; Feng, B.; An, H.; Liu,W.; Zhang, L. Korean J. Chem. Eng. 2012, 29, 362. doi: 10.1007/s11814-011-0184-4(4) Du, M.; Feng, B.; An, H.; Liu,W.; Zhang, L. Korean J. Chem. Eng. 2012, 29, 362. doi: 10.1007/s11814-011-0184-4

    5. [5]

      (5) Chew, T. L.; Ahmad, L. A.; Bhatia, S. Adv. Colloid Interface Sci.2010, 153, 43. doi: 10.1016/j.cis.2009.12.001(5) Chew, T. L.; Ahmad, L. A.; Bhatia, S. Adv. Colloid Interface Sci.2010, 153, 43. doi: 10.1016/j.cis.2009.12.001

    6. [6]

      (6) Wang, M.; Yang, D.;Wang, Z.;Wang, J.;Wang, S. Front. Chem. Eng. Chin. 2010, 4, 127. doi: 10.1007/s11705-009-0231-4(6) Wang, M.; Yang, D.;Wang, Z.;Wang, J.;Wang, S. Front. Chem. Eng. Chin. 2010, 4, 127. doi: 10.1007/s11705-009-0231-4

    7. [7]

      (7) Lee, S. C.; Choi, B. Y.; Lee, T. J.; Ryu, C. K.; Ahn, Y. S.; Kim,J. C. Catal. Today 2006, 111, 385. doi: 10.1016/j.cattod.2005.10.051(7) Lee, S. C.; Choi, B. Y.; Lee, T. J.; Ryu, C. K.; Ahn, Y. S.; Kim,J. C. Catal. Today 2006, 111, 385. doi: 10.1016/j.cattod.2005.10.051

    8. [8]

      (8) Choi, S.; Drese, J. H.; Eisenberger, P. M.; Jones, C.W. Environ. Sci. Technol. 2011, 45, 2420. doi: 10.1021/es102797w(8) Choi, S.; Drese, J. H.; Eisenberger, P. M.; Jones, C.W. Environ. Sci. Technol. 2011, 45, 2420. doi: 10.1021/es102797w

    9. [9]

      (9) Gray, M. L.; Hoffman, J. S.; Hreha, D. C.; Fauth, D. J.; Hedges,S.W.; Champagne, K. J.; Pennline, H.W. Energy Fuels 2009,23, 4840. doi: 10.1021/ef9001204(9) Gray, M. L.; Hoffman, J. S.; Hreha, D. C.; Fauth, D. J.; Hedges,S.W.; Champagne, K. J.; Pennline, H.W. Energy Fuels 2009,23, 4840. doi: 10.1021/ef9001204

    10. [10]

      (10) Hu, G. S.; Zhu, L.; Jia, A. P.; Hu, X.; Lu, J. Q.; Luo, M. F. Appl. Spectrosc. 2012, 66, 122. doi: 10.1366/11-06466(10) Hu, G. S.; Zhu, L.; Jia, A. P.; Hu, X.; Lu, J. Q.; Luo, M. F. Appl. Spectrosc. 2012, 66, 122. doi: 10.1366/11-06466

    11. [11]

      (11) Wei, L.; Lan, R. K.; Jing, Y.; Gao, Z. M.;Wang, Y. D. Chem. Ind. Eng. Prog. 2011, 30, 143. [韦力, 蓝任凯, 靖宇, 高正明, 王运冬. 化工进展, 2011, 30, 143.](11) Wei, L.; Lan, R. K.; Jing, Y.; Gao, Z. M.;Wang, Y. D. Chem. Ind. Eng. Prog. 2011, 30, 143. [韦力, 蓝任凯, 靖宇, 高正明, 王运冬. 化工进展, 2011, 30, 143.]

    12. [12]

      (12) Xu, X.; Song, C.; Andresen, J. M.; Miller, B. G.; Scaroni, A.W.Energy Fuels 2002, 16, 1463. doi: 10.1021/ef020058u(12) Xu, X.; Song, C.; Andresen, J. M.; Miller, B. G.; Scaroni, A.W.Energy Fuels 2002, 16, 1463. doi: 10.1021/ef020058u

    13. [13]

      (13) Ye, Q.; Zhang, Y.; Li, M.; Shi, Y. Acta Phys. -Chin.Sin. 2012, 28,1223. [叶青, 张瑜, 李茗, 施耀. 物理化学学报,2012, 28, 1223.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201202234(13) Ye, Q.; Zhang, Y.; Li, M.; Shi, Y. Acta Phys. -Chin.Sin. 2012, 28,1223. [叶青, 张瑜, 李茗, 施耀. 物理化学学报,2012, 28, 1223.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201202234

    14. [14]

      (14) Belmabkhout, Y.; Serna-Guerrero, R.; Sayari, A. Ind. Eng. Chem. Res. 2010, 49, 359. doi: 10.1021/ie900837t(14) Belmabkhout, Y.; Serna-Guerrero, R.; Sayari, A. Ind. Eng. Chem. Res. 2010, 49, 359. doi: 10.1021/ie900837t

    15. [15]

      (15) Kim, S.; Ida, J.; Guliants, V. V.; Lin, J. Y. S. J. Phys. Chem. B2005, 109, 6287. doi: 10.1021/jp045634x(15) Kim, S.; Ida, J.; Guliants, V. V.; Lin, J. Y. S. J. Phys. Chem. B2005, 109, 6287. doi: 10.1021/jp045634x

    16. [16]

      (16) Wang, L.; Ma, L.;Wang, A.; Liu, Q.; Zhang, T. Chin. J. Catal.2007, 28, 805. doi: 10.1016/S1872-2067(07)60066-7(16) Wang, L.; Ma, L.;Wang, A.; Liu, Q.; Zhang, T. Chin. J. Catal.2007, 28, 805. doi: 10.1016/S1872-2067(07)60066-7

    17. [17]

      (17) Zheng, F.; Tran, D. N.; Busche, B. J.; Fryxell, G. E.; Addleman,R. S.; Zemanian, T. S.; Aardahl, C. L. Ind. Eng. Chem. Res.2005, 44, 3099. doi: 10.1021/ie049488t(17) Zheng, F.; Tran, D. N.; Busche, B. J.; Fryxell, G. E.; Addleman,R. S.; Zemanian, T. S.; Aardahl, C. L. Ind. Eng. Chem. Res.2005, 44, 3099. doi: 10.1021/ie049488t

    18. [18]

      (18) Zelenak, V.; Halamova, D.; Gaberova, L.; Bloch, E.; Llewellyn,P. Microporous Mesoporous Mat. 2008, 116, 358. doi: 10.1016/j.micromeso.2008.04.023(18) Zelenak, V.; Halamova, D.; Gaberova, L.; Bloch, E.; Llewellyn,P. Microporous Mesoporous Mat. 2008, 116, 358. doi: 10.1016/j.micromeso.2008.04.023

    19. [19]

      (19) Knofel, C.; Descarpentries, J.; Benzaouia, A.; Zelenak, V.;Mornet, S.; Llewellyn, P. L.; Hornebecq, V. Microporous Mesoporous Mat. 2007, 99, 79. doi: 10.1016/j.micromeso.2006.09.018(19) Knofel, C.; Descarpentries, J.; Benzaouia, A.; Zelenak, V.;Mornet, S.; Llewellyn, P. L.; Hornebecq, V. Microporous Mesoporous Mat. 2007, 99, 79. doi: 10.1016/j.micromeso.2006.09.018

    20. [20]

      (20) Serna-Guerrero, R.; Belmabkhout, Y.; Sayari, A. Chem. Eng. J.2010, 158, 513. doi: 10.1016/j.cej.2010.01.041(20) Serna-Guerrero, R.; Belmabkhout, Y.; Sayari, A. Chem. Eng. J.2010, 158, 513. doi: 10.1016/j.cej.2010.01.041

    21. [21]

      (21) Son,W. J.; Choi, J. S.; Ahn,W. S. Microporous Mesoporous Mat. 2008, 113, 31. doi: 10.1016/j.micromeso.2007.10.049(21) Son,W. J.; Choi, J. S.; Ahn,W. S. Microporous Mesoporous Mat. 2008, 113, 31. doi: 10.1016/j.micromeso.2007.10.049

    22. [22]

      (22) Ma, X.;Wang, X.; Song, C. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5777.doi: 10.1021/ja8074105(22) Ma, X.;Wang, X.; Song, C. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5777.doi: 10.1021/ja8074105

    23. [23]

      (23) Qi, G.;Wang, Y.; Estevez, L.; Duan, X.; Anako, N.; Park, A. H.A. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 444. doi: 10.1039/c0ee00213e(23) Qi, G.;Wang, Y.; Estevez, L.; Duan, X.; Anako, N.; Park, A. H.A. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 444. doi: 10.1039/c0ee00213e

    24. [24]

      (24) Zhang, H. D. Mater. Rev. 2009, 23, 93. [张海东. 材料导报,2009, 23, 93.](24) Zhang, H. D. Mater. Rev. 2009, 23, 93. [张海东. 材料导报,2009, 23, 93.]

    25. [25]

      (25) Subagyono, D. J. N.; Liang, Z.; Knowles, G. P.; Chaffee, A. L.Chem. Eng. Res. Des. 2011, 89, 1647. doi: 10.1016/j.cherd.2011.02.019(25) Subagyono, D. J. N.; Liang, Z.; Knowles, G. P.; Chaffee, A. L.Chem. Eng. Res. Des. 2011, 89, 1647. doi: 10.1016/j.cherd.2011.02.019

    26. [26]

      (26) Zou, Z. C.;Wei, Q.; Na,W.; Sun, H.; Nei, Z. R. J. Inorg. Mater.2009, 24, 702. [邹泽昌, 韦奇, 纳薇, 孙慧, 聂祚仁. 无机材料学报, 2009, 24, 702.] doi: 10.3724/SP.J.1077.2009.00702(26) Zou, Z. C.;Wei, Q.; Na,W.; Sun, H.; Nei, Z. R. J. Inorg. Mater.2009, 24, 702. [邹泽昌, 韦奇, 纳薇, 孙慧, 聂祚仁. 无机材料学报, 2009, 24, 702.] doi: 10.3724/SP.J.1077.2009.00702

    27. [27]

      (27) Yan, X.; Zhang, L.; Zhang, Y.; Qiao, K.; Yan, Z.; Komarneni, S.Chem. Eng. J. 2011, 168, 918. doi: 10.1016/j.cej.2011.01.066(27) Yan, X.; Zhang, L.; Zhang, Y.; Qiao, K.; Yan, Z.; Komarneni, S.Chem. Eng. J. 2011, 168, 918. doi: 10.1016/j.cej.2011.01.066

    28. [28]

      (28) Qi, G.; Fu, L.; Choi, B. H.; Giannelis, E. P. Energy Environ. Sci.2012, 5, 7368. doi: 10.1039/c2ee21394j(28) Qi, G.; Fu, L.; Choi, B. H.; Giannelis, E. P. Energy Environ. Sci.2012, 5, 7368. doi: 10.1039/c2ee21394j

    29. [29]

      (29) Zhao, J.; Simeon, F.;Wang, Y.; Luo, G.; Hatton, T. A. RSC Adv.2012, 2, 6509. doi: 10.1039/c2ra20149f(29) Zhao, J.; Simeon, F.;Wang, Y.; Luo, G.; Hatton, T. A. RSC Adv.2012, 2, 6509. doi: 10.1039/c2ra20149f

    30. [30]

      (30) Feng, X. X.; Hu, G. S.; Hu, X.; Xie, G. Q.; Xie, Y. L.; Lu, J. Q.;Luo, M. F. Ind. Eng. Chem. Res. 2013, 52, 4221. doi: 10.1021/ie301946p(30) Feng, X. X.; Hu, G. S.; Hu, X.; Xie, G. Q.; Xie, Y. L.; Lu, J. Q.;Luo, M. F. Ind. Eng. Chem. Res. 2013, 52, 4221. doi: 10.1021/ie301946p

    31. [31]

      (31) Schmidt-Winkel, P.; Lukens,W.W.; Yang, P.; Mar lese, D. I.;Lettow, J. S.; Ying, J. Y.; Stucky, G. D. Chem. Mater. 2000, 12,686. doi: 10.1021/cm991097v(31) Schmidt-Winkel, P.; Lukens,W.W.; Yang, P.; Mar lese, D. I.;Lettow, J. S.; Ying, J. Y.; Stucky, G. D. Chem. Mater. 2000, 12,686. doi: 10.1021/cm991097v

    32. [32]

      (32) Harlick, P. J. E.; Sayari, A. Ind. Eng. Chem. Res. 2006, 45,3248. doi: 10.1021/ie051286p(32) Harlick, P. J. E.; Sayari, A. Ind. Eng. Chem. Res. 2006, 45,3248. doi: 10.1021/ie051286p

    33. [33]

      (33) Franchi, R. S.; Harlick, P. J. E.; Sayari, A. Ind. Eng. Chem. Res.2005, 44, 8007. doi: 10.1021/ie0504194

      (33) Franchi, R. S.; Harlick, P. J. E.; Sayari, A. Ind. Eng. Chem. Res.2005, 44, 8007. doi: 10.1021/ie0504194

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  703
  • 文章访问数:  1589
  • HTML全文浏览量:  46
文章相关
  • 发布日期:  2013-05-17
  • 收稿日期:  2012-12-27
  • 网络出版日期:  2013-04-09
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章