氨基酸型温敏相分离吸收剂的制备及性能研究

来源 :湖北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tandge
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
传统的液体吸收剂再生过程中往往需要较大的再生能耗由于溶剂的挥发,研发具有较低的能耗的液体吸收剂势在必行。相分离吸收剂是一种新型的节能型液体吸收剂,其在吸收CO2后,体系会分离成固液或者固固互不相溶的两相,可大大的降低再生所需的能耗通过只对富含二氧化碳的某相进行解吸再生。本文首先叙述了液体CO2捕获材料的研究进展,并合成了一系列基于季铵盐和N-异丙基丙烯酰胺的温敏性相分离吸收剂,并对其CO2吸收能力,相分离效率以及再生使用能力等进行了研究;其次,制备了分子量可控的甘氨酸型温敏性相分离吸收剂,研究了浓度及温度对吸收剂的CO2吸收能力及相分离效率的影响;再次,探究了分子量对吸收剂的CO2吸收能力及相分离效率的影响,并且测试了其再生使用能力;最后,探究了氨基酸种类对吸收剂的CO2吸收能力及相分离效率的影响,并且对吸收剂的再生使用能力进行了测试。首先,以苄乙基三甲基氯化铵(VBTAC)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为单体通过原子转移自由基聚合(ATRP)、离子交换反应、中和反应制备了甘氨酸型温敏性相分离吸收剂PVB(5K)-Gly-b-PNIP(2K)。通过核磁共振氢谱(1H-NMR)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、GPC、X射线光电子能谱分析(XPS)以及热重(TG)对产物的结构及热稳定性进行了探究。通过不同温度下透过率的变化测试了产物的相变温度。研究了浓度及温度对吸收剂的CO2吸收能力及相分离效率的影响。浓度对吸收剂的CO2吸收能力有较大影响,本实验条件下,0.4M的吸收剂PVB(5K)-Gly-b-PNIP(2K)具有最大的CO2吸收能力,达到了1.11 mol CO2/mol Absorbent。温度对吸收剂的相分离效率也有着较大的影响,室温下,仅有高浓度的吸收剂出现了少量的相分离;在高于相变温度下趁热离心相分离,相分离效率显著提高,其中,0.7M的吸收剂PVB(5K)-Gly-b-PNIP(2K)相分离效率最高,达到了16.7%。其次,制备了不同分子量的甘氨酸型吸收剂PVB-Gly-b-PNIP。研究了分子量,浓度及温度对吸收剂的CO2吸收能力及相分离效率的影响,并且测试了其再生使用能力。浓度对吸收剂的CO2吸收能力有较大影响,本实验条件下,对于吸收剂PVB(2.5K)-Gly-b-PNIP(1K),浓度为0.4M的吸收量最大,为1.12 mol CO2/mol Absorbent;对于吸收剂PVB(1.5K)-Gly-b-PNIP(0.5K),浓度为0.6M的吸收量最大,为0.83 mol CO2/mol Absorbent。温度对吸收剂的相分离效率也有着较大的影响,室温下,仅有高浓度的吸收剂出现了少量的相分离;在高于相变温度下趁热离心相分离,相分离效率显著提高,其中,对于吸收剂PVB(2.5K)-Gly-b-PNIP(1K),浓度为0.8M的相分离效率最高,达到了20%,对于吸收剂PVB(1.5K)-Gly-b-PNIP(0.5K),浓度为1.3M的相分离效率最高,达到了12.5%。分子量的不同对CO2吸收能力及相分离效率均有一定的影响,其中,在0.6M的条件下,吸收剂PVB(5K)-Gly-b-PNIP(2K)具有最高的CO2吸收量,达到了1.00mol CO2/mol Absorbent;吸收剂PVB(2.5K)-Gly-b-PNIP(1K)相分离效率最高,为16.7%。在吸收剂PVB(2.5K)-Gly-b-PNIP(1K)的CO2吸收/解吸实验中,只对固相进行解吸,再生率达到了48%。最后,分别以甘氨酸(Gly)、天冬氨酸(Asp)、色氨酸(Trp)、L-组氨酸(His)为阴离子制备了不同氨基酸型的吸收剂PVB(2.5K)-AA-b-PNIP(1K)。探究了氨基酸类型对吸收剂的CO2吸收能力及相分离效率的影响。其中,0.8M的吸收剂PVB(2.5K)-Gly-b-PNIP(1K)的CO2吸收量最大,为0.86 mol CO2/mol Absorbent;1.2M的吸收剂PVB(2.5K)-Trp-b-PNIP(1K)的相分离效率最高,达到了33.3%。在吸收剂PVB(2.5K)-Trp-b-PNIP(1K)的CO2吸收/解吸实验中,只对固相进行解吸,再生率达到了76%。本论文制备的一系列氨基酸型温敏性相分离液相吸收剂,具有合成原料易得,二氧化碳吸收能力强,能耗低等优点,有着良好的工业碳捕集前景。
其他文献
随着我国经济的快速发展和技术水平的不断提高,装配式建筑结构现已成为建筑业发展的主要方向之一。约束混凝土结构可以充分发挥混凝土的受压性能,提高构件的强度和延性。基于
近年来,我国装配式混凝土结构发展较快,建筑工业化、产业化成为建筑工程行业的热点。装配式建筑结构的发展受三方面因素制约:抗震性能弱、施工技术和机械化要求较高以及无法
多部位损伤(MSD,Multiple Site Damage)问题的提出起源于1988年Aloha事故,多裂纹的连通造成了蒙皮结构的破坏。此后,人们发现该问题普遍存在于飞机、火车、桥梁等工程结构中
鉴于我国近年来天然气行业的高速发展,再加上国家实行能源结构调整,“煤改气”等环保政策,城市燃气增量需求激增,远远大于气源指标增量,形成巨大的供需差,城市燃气运营保供安全矛盾突出。2015年—2017年保定市区及保北禁煤区实施大量城中村、农村“气代煤”和锅炉“煤改气”工作,2017年保定地区天然气使用量达到3×108Nm3,仅采暖期“气代煤”和“煤改气”新增用气量近8000×104Nm3,冬季高峰时
行人是道路交通的主要参与者,为了最大限度地降低车辆与行人碰撞事故的发生率,车辆前方行人碰撞预警系统成为了智能车辆领域最为关注的研究方向之一,该系统可以及时检测到车
基于非侵入式测量的优势,实验室设计研发了运动诱导涡流(Motion Induced Eddy Current,MIEC)传感器用于振动信号的测量。作为一种非侵入式传感器,MIEC传感器具有结构简单、价格低廉和保证被测对象结构的完整性等优势,不仅可以应用于机电设备的状态监测,还可以应用于智能家居领域的人体健康监测。针对室内人体健康监测及旋转设备的振动监测问题,本文以MIEC传感器为信号获取装置,主要
税务机关既是行政主体也是税收管理风险的主要承担者,而由于基层税收风险管理自身多样性和复杂性的特点,导致其面对着来自各个模块多方面的风险。如何应用现代的风险管理体系和与时俱进的信息科学技术,搭建适合税收工作特点的的税收风险管理平台系统,与纳税人共同建立良好的风险管理机制,就成了当前我国税务机关要着力解决的一个重要问题。本文以通辽市税务局为例,以提高地市一级税务机关的税收风险管理能力为目的,结合所学公
砌体结构是一种历史悠久的建筑结构形式,在我国农村和城镇郊区依然分布广泛。历次震害记录表明,砌体结构抗震性能较低,在遭遇地震时的震害最为严重。对砌体结构进行地震易损
标准模型作为非常成功的有效理论,它包含了61种基本粒子并且描述了这些粒子之间的相互作用。2012年,标准模型预言的最后一个粒子——希格斯(Higgs)玻色子被发现,这标志着标准模型包含的所有粒子都被实验验证。至今标准模型的地位仍无可替代。但是标准模型还有一些缺陷需要解决,例如正物质和反物质不对称问题、暗物质暗能量问题和精细调节问题。因此我们仍需要不断探索、寻找新的能够解决这些问题的模型,或者完善标
六方氮化硼纳米片因其化学惰性、高热稳定性等优异的理化指标而广泛应用于各个领域。然而氮化硼N、B原子间的电负性差异使其成键后具有离子键的lip-lip相互作用,同时范德华力