洁净煤技术

作者：田甜, 张学奇, 王玉清, 于戈文, 丁健, 赫文秀

关键词：含膦多孔有机聚合物,MgO吸附剂,CO2捕集,CO2吸附动力学

MgO吸附剂因其成本低廉、来源广泛、再生能耗低等优势在CO2吸附领域应用广泛,但比表面积低限制了其吸附性能。以高表面积、多级孔结构的含膦多孔有机聚合物POL-PPH3为载体,采用浸渍煅烧法和超声煅烧法制备得到POL-PPH3负载的MgO吸附剂(MgO/POL-PPH3),用于CO2捕集。探究制备方法、煅烧温度、煅烧时间等制备条件对MgO/POL-PPH3吸附剂上CO2吸附性能的影响。研究发现,浸渍煅烧法优于超声煅烧法,且随着煅烧温度和煅烧时间增加,MgO/POL-PPH3样品上CO2吸附容量逐渐降低。采用浸渍煅烧法,煅烧温度300℃,煅烧时间1h时,MgO/POL-PPH3-300-1吸附剂上获得最优CO2吸附量,达0.55mmol/g。在组成为12%CO2,其余为氮气的模拟烟道气中,MgO/POL-PPH3-300-1吸附剂上CO2吸附容量达0.02mmol/g,200℃吸附60min,370℃脱附15min条件下,该吸附剂稳定循环使用5次后,CO2吸附容量仍保持不变。结合N2物理吸附、热重、FT-IR、XRD、SEM-EDX等表征手段,阐明MgO/POL-PPH3吸附剂上吸附CO2的构效关系。动力学模型分析表明采用浸渍煅烧法不同煅烧温度下获得的3种吸附剂上CO2吸附以物理吸附为主,而不同煅烧时间下获得的3种吸附剂包括MgO/POL-PPH3-300-1吸附剂上CO2吸附行为以化学吸附为主。高比表面积及多级孔道结构有利于暴露更多的活性位点及CO2传输与扩散,进而增大MgO/POL-PPH3吸附剂的CO2吸附容量。MgO在载体上高度分散也有利于增强与CO2的接触,以加快CO2吸附速率。

来源：2024年第04期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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