聚苯乙烯磺酸鈉改性鈣基吸附劑制備及其CO2吸附性能.pdf

1、以二氧化碳為主的溫室氣體的過量排放所帶來的環(huán)境變化和氣候?yàn)?zāi)害嚴(yán)重影響到人類的生存和長(zhǎng)期發(fā)展，有效的解決方式為對(duì)CO2進(jìn)行捕集、儲(chǔ)存和利用。本論文針對(duì)燃煤電廠尾氣中過量高濃度高溫二氧化碳排放的現(xiàn)狀，以廉價(jià)易得、吸附量高的氧化鈣為吸附劑對(duì)CO2進(jìn)行捕集，重點(diǎn)考察了加入聚電解質(zhì)聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)改性合成的氧化鈣基吸附劑形貌結(jié)構(gòu)及其二氧化碳吸附性能。
　　在碳酸鈣沉淀反應(yīng)中加入聚電解質(zhì)PSS進(jìn)行改性。由于PSS的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和磺酸基

2、團(tuán)的強(qiáng)分散作用，形成了疏松多孔的碳酸鈣球狀結(jié)構(gòu)，比表面積顯著增加至110.5m2/g。此特殊結(jié)構(gòu)有利于吸附過程中CO2向吸附劑內(nèi)部的擴(kuò)散，吸附過程大部分在快速反應(yīng)階段完成，CO2初始吸附量顯著提高至74.2％。
　　在PSS改性碳酸鈣沉淀反應(yīng)過程中，加入惰性組分氧化鎂前驅(qū)體Mg2+離子，使其與Ca2+同時(shí)沉淀，以提高氧化鈣基吸附劑的長(zhǎng)周期穩(wěn)定性。SEM表征表明，加入Mg2+所得氧化鈣基吸附劑保持了疏松多孔的球狀結(jié)構(gòu)。這是由于 Mg

3、2+與Ca2+同為二價(jià)金屬離子，單獨(dú)Mg2+在PSS的作用下制備的碳酸鎂也為多孔球形貌，與PSS改性制備的碳酸鈣具有結(jié)構(gòu)一致性。同時(shí)SEM-EDS測(cè)試表明，氧化鈣基吸附劑中Mg和Ca分布均勻，高熔點(diǎn)的氧化鎂均勻分散在氧化鈣顆粒中，有效地抑制氧化鈣在吸附/脫附過程中的燒結(jié)。鎂摻雜氧化鈣基吸附劑經(jīng)18次吸附/脫附循環(huán)后CO2吸附量仍達(dá)到59.0%，表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附性能和穩(wěn)定性。
　　將經(jīng)PSS改性的CaCO3沉淀液進(jìn)行進(jìn)一步水熱處理，