高吡咯氮掺杂微孔碳和有序介孔Ni/碳复合材料的制备及其CO 2 吸附性能
发布时间：2025-06-27 22:33
采用吸附法捕获CO2具有工艺过程简单、操作稳定、能耗小、设备无腐蚀以及技术成熟等特点和优点,已经达到了工业化标准,是一种应用前景好且发展潜力大的CO2捕获技术。采用吸附法捕获CO2,关键在于选择一种同时具备高CO2吸附容量和选择性的吸附剂,因此,吸附剂是核心。优异的吸附剂要满足以下条件:高吸附容量;高选择性;易再生;高吸/脱附速率的CO2吸附剂。针对传统的吸附剂对CO2选择性差的问题,本文提出采用含氮碳源制备高吡咯氮掺杂微孔碳,以提升对CO2的吸附容量和吸附选择性。本文的研究结果如下:采用机械化学法以三聚氰胺和多巴胺或吡咯为碳源合成了高吡咯氮掺杂微孔碳系列材料,主要对材料的形貌、晶体结构、热稳定性、FT-IR、比表面积和孔结构进行测试,结果如下:所合成的高吡咯氮掺杂微孔碳电镜图片都呈现出不规则的片状形貌,不同碱碳比和不同活化时间对材料的形貌影响不大;经过碳化活化后,都出现了类石墨化结构,所制得的高吡咯氮掺杂微孔碳具有超微孔结构（5-6 ...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 CO2捕集与分离方法
1.2.1 溶剂吸收法
1.2.2 膜分离法
1.2.3 低温蒸馏法
1.2.4 吸附分离法
1.3 捕获CO2的吸附剂及其研究进展
1.3.1 CO2吸附剂的特性
1.3.2 活性炭
1.3.3 沸石分子筛
1.3.4 硅胶
1.3.5 金属有机骨架材料(MOFs)
1.3.6 活性氧化铝
1.3.7 碱金属材料
1.3.8 有序多孔碳
1.3.9 活性碳纤维(ACFs)
1.4 CO2的催化转化
1.4.1 CO2的催化和加氢转化
1.4.2 CO2甲烷化
1.4.3 Ni基催化剂
1.5 本课题的研究意义和研究内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第二章 实验试剂、仪器和表征
2.1 试剂与仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 样品的表征
2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.2 X射线粉末衍射(PXRD)
2.2.3 热重分析(TG)
2.2.4 透射电子显微镜(TEM)
2.2.5 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
2.2.6 氮气的物理吸附
2.2.7 CO2的物理吸附
2.2.8 CO2吸附热的计算
2.2.9 CO2选择性的计算
第三章 高吡咯氮掺杂微孔碳的制备及其表征
3.1 引言
3.2 高吡咯氮掺杂微孔碳的制备
3.2.1 高吡咯氮掺杂微孔碳的前驱体的制备
3.2.2 不同扩孔时间的高吡咯氮掺杂微孔碳的制备
3.2.3 不同碱碳比的高吡咯氮掺杂微孔碳的制备
3.2.4 不同比例高吡咯氮掺杂微孔碳的制备
3.2.5 不同原料高吡咯氮掺杂微孔碳的制备
3.3 高吡咯氮掺杂微孔碳的表征与分析
3.3.1 扫描电子显微镜(SEM)分析
3.3.2 X射线衍射(XRD)分析
3.3.3 热重(TG)分析
3.3.4 红外谱图(FT-IR)分析
3.3.5 比表面积和孔结构分析
3.3.6 XPS分析
3.4 本章小结
第四章 高吡咯氮掺杂微孔碳对CO2/N2的吸附性能研究
4.1 引言
4.2 理论基础
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 CO2吸附性能分析
4.3.2 CO2选择性分析
4.4 本章小结
第五章 原位合成有序介孔Ni/碳复合材料及其对CO2吸附
5.1 引言
5.2 原位合成有序介孔Ni/碳复合材料
5.2.1 甲阶酚醛树脂的制备
5.2.2 有序介孔碳FDU-15的制备
5.2.3 乙酰丙酮镍的合成
5.2.4 双核镍的合成
5.2.5 八核镍的合成
5.2.6 Ni/介孔碳复合材料的合成
5.2.7 溶解性实验
5.3 结果分析与讨论
5.3.1 镍源的表征
5.3.2 透射电镜(TEM)分析
5.3.3 X射线衍射(XRD)分析
5.3.4 比表面积和孔结构分析
5.3.5 CO2吸附分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文情况
本文编号：4053991
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 CO2捕集与分离方法
1.2.1 溶剂吸收法
1.2.2 膜分离法
1.2.3 低温蒸馏法
1.2.4 吸附分离法
1.3 捕获CO2的吸附剂及其研究进展
1.3.1 CO2吸附剂的特性
1.3.2 活性炭
1.3.3 沸石分子筛
1.3.4 硅胶
1.3.5 金属有机骨架材料(MOFs)
1.3.6 活性氧化铝
1.3.7 碱金属材料
1.3.8 有序多孔碳
1.3.9 活性碳纤维(ACFs)
1.4 CO2的催化转化
1.4.1 CO2的催化和加氢转化
1.4.2 CO2甲烷化
1.4.3 Ni基催化剂
1.5 本课题的研究意义和研究内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第二章 实验试剂、仪器和表征
2.1 试剂与仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 样品的表征
2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.2 X射线粉末衍射(PXRD)
2.2.3 热重分析(TG)
2.2.4 透射电子显微镜(TEM)
2.2.5 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
2.2.6 氮气的物理吸附
2.2.7 CO2的物理吸附
2.2.8 CO2吸附热的计算
2.2.9 CO2选择性的计算
第三章 高吡咯氮掺杂微孔碳的制备及其表征
3.1 引言
3.2 高吡咯氮掺杂微孔碳的制备
3.2.1 高吡咯氮掺杂微孔碳的前驱体的制备
3.2.2 不同扩孔时间的高吡咯氮掺杂微孔碳的制备
3.2.3 不同碱碳比的高吡咯氮掺杂微孔碳的制备
3.2.4 不同比例高吡咯氮掺杂微孔碳的制备
3.2.5 不同原料高吡咯氮掺杂微孔碳的制备
3.3 高吡咯氮掺杂微孔碳的表征与分析
3.3.1 扫描电子显微镜(SEM)分析
3.3.2 X射线衍射(XRD)分析
3.3.3 热重(TG)分析
3.3.4 红外谱图(FT-IR)分析
3.3.5 比表面积和孔结构分析
3.3.6 XPS分析
3.4 本章小结
第四章 高吡咯氮掺杂微孔碳对CO2/N2的吸附性能研究
4.1 引言
4.2 理论基础
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 CO2吸附性能分析
4.3.2 CO2选择性分析
4.4 本章小结
第五章 原位合成有序介孔Ni/碳复合材料及其对CO2吸附
5.1 引言
5.2 原位合成有序介孔Ni/碳复合材料
5.2.1 甲阶酚醛树脂的制备
5.2.2 有序介孔碳FDU-15的制备
5.2.3 乙酰丙酮镍的合成
5.2.4 双核镍的合成
5.2.5 八核镍的合成
5.2.6 Ni/介孔碳复合材料的合成
5.2.7 溶解性实验
5.3 结果分析与讨论
5.3.1 镍源的表征
5.3.2 透射电镜(TEM)分析
5.3.3 X射线衍射(XRD)分析
5.3.4 比表面积和孔结构分析
5.3.5 CO2吸附分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文情况
本文编号：4053991
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