アミン系吸着剤

アンモニウムイオンを含む一部の有機物質またはポリマーは、より低い反応温度で酸性 CO2 分子と化学結合することができるため、CO2 吸着捕捉に使用できます。低い CO2 分圧 (10%-15%) での高容量、低い再生温度 (<100 °C) and less equipment corrosion. The adsorption characteristics of amine-based adsorbents are related to factors such as amine loading, amine type, amine site density, amine molecular size on the solid support, and CO2 partial pressure. Since the adsorption performance of rich amine adsorbents is mainly based on chemical adsorption, their poor thermal regeneration ability remains a major disadvantage. A combined strategy was used to develop an ultra-stable amine-containing solid adsorbent that only lost 8.5% of its adsorption capacity even after aging for 30 days in O2-containing flue gas at 110 °C.

ポリエチレンイミン（PEI）を多孔質SiO2に含浸させてアミン含有吸着剤を調製した。吸着剤の外表面のPEIをエポキシドで選択的にアルキル化し、耐SO2性の高いアミンベースのCO2吸着剤を合成しました。模擬排ガス条件 (60 度、15% CO2、10% H2O、2% Ar、およびバランスガス N2) の下での CO2 の吸着容量は 139.48 mg/g に達しました。 SO2 濃度 50 ppm の条件下では、吸着容量は 1000 サイクル後に 8.52% しか失われず、良好な安定性を示しました。 HBS を無水および水性条件下でアミンでグラフト化しました。 415 ppm CO2 を含む周囲空気を使用した 25 度の乾燥条件下で、動的吸着容量は 1.04 mmol/g に達しました。アミン系吸着剤の性能は、アミンの種類、充填量、分子量に影響されます。リーら。 PEI をナノ SiO2 に含浸させて、高い熱安定性を備えた PEI-SiO2 吸着剤を生成しました。

この研究では、分岐PEIは直鎖PEIよりも202 mg/gという高い吸着能力を持っていることがわかりました。負荷と分子量の影響が研究されました。アミン添加量が多すぎても低すぎても、吸着容量の増加にはつながりません。 PEI の充填量と分子量が低い PEI-SiO2 吸着剤は、優れた吸着速度を示しました。担体材料の構造と組成も吸着プロセスに影響します。多くの研究は、SiO2 を修飾することによってアミンベースの吸着剤の吸着性能を改善することに焦点を当ててきました。構造を変化させることでCO2吸着速度が向上し、逆錐体細孔構造をもつメソポーラスSiO2ナノスフェアが合成された。吸着容量が50％増加し、吸脱着エネルギーも低減しました。これは、吸着剤がより優れた動的構造を持っていることを意味します。大きな表面細孔はガス分子の出入りをより容易にし、大きな細孔容積は拡散のためのより多くのスペースを提供します。

単一テンプレートと二重テンプレートのルートを使用して二峰性および三峰性 SiO2 をキャリア材料として合成すると、二峰性 SiO2 の吸着容量は 350 mg/g に達し、三峰性 SiO2 の吸着容量は 215 mg/g に達します。リーら。金属硝酸塩を使用してアモルファスナノSiO2を修飾しました。この研究では、Al、Zn、Mg で修飾された固体アミン吸着剤の安定性が優れていることがわかりました。 50 回の吸着サイクル後、元の CO2 吸着能力の 2.6% ～ 28.8% が失われるだけでしたが、元の固体アミン吸着剤は 42.9% 失われます。