| 低浓度CO2在聚苯胺/Y分子筛复合材料上的吸附 |
| 摘要点击 2188 全文点击 1539 投稿时间：2014-07-31 修订日期：2015-07-20 |
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| 中文关键词 聚苯胺 Y分子筛 复合材料 CO2 吸附 |
| 英文关键词 polyaniline zeolite Y composite CO2 adsorption |
| DOI 10.13227/j.hjkx.20151210 |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 刘凤玲 | 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京 210044
江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044
江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京 210044 | liufengling123@163.com | | 卢霞 | 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京 210044
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江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京 210044 | | | 张慧 | 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京 210044
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江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京 210044 | | | 葛鑫 | 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京 210044
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江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京 210044 | | | 刘杰 | 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京 210044
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江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京 210044 | | | 张泳真 | 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京 210044
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| 中文摘要 |
| 根据原位聚合方法将不同量的苯胺分别聚合在Y分子筛上,得到3种聚苯胺(PANI)/Y分子筛复合材料PANI-Y-1、PANI-Y-2及PANI-Y-3,用傅立叶红外及氮气吸附实验表征了材料的结构特征,探讨了复合材料对常压下低浓度CO2的吸附及再生性能. 结果表明,苯胺在Y分子筛上成功聚合,复合材料的比表面积分别为52、54和35 m2 ·g-1,孔道由大孔和少量中孔组成,微孔极少. PANI负载量越大,材料的孔容越低. 20℃下,初始体积分数为10%的CO2在复合材料与Y分子筛上的吸附符合Logistic模型,吸附量的顺序为PANI-Y-2(2.09 mmol ·g-1)> PANI-Y-3(1.79 mmol ·g-1)> PANI-Y-1(1.07 mmol ·g-1)> Y分子筛(0.80 mmol ·g-1),复合材料对CO2的吸附受PANI负载量和比表面积的共同影响. 在2%~10%的范围内,CO2在复合材料上的吸附量随初始体积分数增加而增加; 在25~65℃下,吸附量随温度升高而降低. 80℃下,PANI-Y-2的4次热再生效率较差,仅68%; 采用氨水/热再生相结合的方式脱附CO2,再生率提高到94%. |
| 英文摘要 |
| Three polyaniline (PANI)/zeolite Y composites with different polyaniline loads, PANI-Y-1, PANI-Y-2 and PANI-Y-3, were prepared by in situ chemical oxidation polymerization method using different amounts of aniline. The structural characteristics of these materials were analyzed by FT-IR and nitrogen adsorption experiment. The adsorption and regeneration properties of the composites for low-concentration CO2 at atmosphere pressure were investigated. Characterization results show that aniline is successfully polymerized in and out side of channels of zeolite Y. The above three materials, whose pores are composed of macropores and mesopores, have specific surface areas of 52, 54 and 35 m2·g-1, respectively. In addition, a composite with high polyaniline loading has low pore volumes. At 20℃, CO2 adsorption on the three composites and zeolite Y are well fitted with the Logistic model, and the adsorption amount of CO2 with initial concentration of 10% follows an order of PANI-Y-2 (2.09 mmol·g-1)>PANI-Y-3 (1.79 mmol·g-1)>PANI-Y-1 (1.07 mmol·g-1)>zeolite Y (0.80 mmol·g-1). The adsorption order of the composites is the result of combined effects from polyaniline amount and specific surface area of adsorbents. With concentrations ranging between 2% and 10%, CO2 adsorption amount increases when initial concentration is raised. With adsorption temperature changing from 25℃ to 65℃, low temperature is advantageous to enhancing CO2 adsorption. For PANI-Y-2, only a low regeneration efficiency of 68% is obtained after four times thermal desorption at 80℃. However, the regeneration efficiency could be increased up to 94% by aqueous ammonia combined with thermal treatment method. |
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