氨改性介孔SiO2在CO2/N2分离吸附中的应用

"氨改性介孔SiO2用于CO2/N2变压吸附分离 (2012年)，研究通过阴离子表面活性剂法制备了一种氨改性介孔二氧化硅（AMS），在323.15 K下，AMS对CO2和N2的吸附性能显著，对于CO2的吸附量达到0.60 mmol/g，而对N2的吸附量仅为0.03 mmol/g。该吸附剂具有良好的再生性能，能通过抽真空方法实现CO2的高效解吸。此外，Aspen Adsim软件的模拟结果与实验数据一致，证明了该材料在CO2/N2分离中的应用潜力。" 这篇论文详细探讨了氨改性介孔二氧化硅（AMS）在二氧化碳（CO2）和氮气（N2）变压吸附分离中的应用。在323.15 K的温度下，科研人员采用月桂酸作为结构导向剂（SDA），y-氨丙基三乙氧基硅烷作为助结构导向剂，以及硅酸乙酯作为硅源，通过阴离子表面活性剂法制备了AMS。这种材料的独特之处在于其介孔结构，有助于提高吸附性能。 实验通过低温氮气吸附脱附、X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）等技术对AMS进行了表征，这些方法是材料科学中常用的分析手段，用于确定材料的孔隙结构、晶体结构和微观形态。进一步的动态法测试显示，AMS在常压下对CO2的吸附能力显著高于N2，这表明它在CO2/N2分离中具有较高的选择性。 在实际应用中，吸附剂的再生能力至关重要。研究中，采用抽真空的方法成功地使75%以上的吸附态CO2得以解吸，证明了AMS的再生效率。经过多次吸附/解吸循环，AMS的CO2吸附特性保持稳定，这意味着它具有良好的耐用性和重复使用性。 为了深入理解吸附过程，研究者还利用Aspen Adsim软件进行了吸附过程的模拟。Aspen Adsim是一款广泛使用的化工模拟软件，能够对吸附、精馏等过程进行数值预测。模拟结果与实验数据的良好吻合，进一步证实了AMS在CO2/N2分离过程中的有效性和模型的准确性。 这项研究提供了一种高效的CO2/N2分离材料，氨改性介孔SiO2（AMS），并且展示出其在温室气体减排和工业气体纯化领域的潜在应用价值。通过优化材料设计和工艺条件，这种新型吸附剂有望在环保和能源领域发挥重要作用。