基于乙二酸的分子印迹型吸附剂捕集CO2的实验研究

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1、国内图书分类号：X51l国际图书分类号：504工学博士学位论文学校代码：10079密级：公开基于乙二酸的分子印迹型吸附剂捕集C02的实验研究博士研究生：沈艳梅导师：赵毅教授申请学位：工学博士学科：动力工程与工程热物理专业：热能工程所在学院：·能源动力与机械工程学院答辩日期：2013年3月授予学位单位：华北屯力大学ClassifiedIndex：X511U．D．C：504

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3、IlllUllIMIIIIIY2383236DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringExperimentalStudyonC

4、02CapturebyMolecularlyImprintedAdsorbentsBasedonEthanedioicAcidCandidate：Supervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：School：DateofDeferice：ShenYanmeiProf．ZhaoYiDoctorofEngineeringThermalPowerEngineeringSchoolofEnergy,PowerandmechanicalEngineeringMarch，2013Degree．Conf．erri

5、ng．Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的博士学位论文《基于z,--酸的分子印迹型吸附剂捕集C02的实验研究》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读博士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：沌车色j晦日期：kI与年岁月“日华北电力大学博士学位论文使用授权

6、书《基于乙二酸的分子印迹型吸附剂捕集C02的实验研究》系本人在华北电力大学攻读博士学位期间在导师指导下完成的博士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于(请在以上相应方框内打“√”)：保密口，在年解密后适用本授权书不保密口作者签名：洳拖晦日期：ul毒年明“日导师签名

7、：日期：厶哆年；月彤日摘要二氧化碳的捕集与封存技术(CCS)是实现二氧化碳减排并促进中国化石能源清洁利用的重要方法之一。该技术包括C02捕集、运输以及封存三个环节，其中，C02捕集是投资成本和能耗最为密集的环节。吸附法C02捕集技术具有降低C02捕集成本和能耗的潜力，而且能够克服传统醇胺法C02捕集所存在的吸收剂降解、设备腐蚀等问题。但传统的C02吸附剂通常难以适应电站锅炉燃烧后烟气量大、C02浓度高、成分复杂的烟气工况。因此，本文根据分子印迹技术的原理，采用本体聚合法，制备了一种具有高C02吸附容量、高选择性的分子印迹型C02吸附剂，并开展了

8、燃煤烟气中C02吸附和再生实验研究。主要研究内容和结论如下：针对燃煤烟气中C02含量高、燃煤烟气工况条件和烟气成分复杂等特点，根据分子印迹技术的原理，对制备分子印迹型吸附剂的三要素，即模板分子、功能单体和交联剂进行了筛选，分别确定了模板分子为乙二酸，功能单体为丙烯酰胺，交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸脂；采用本体聚合方式，制备了分子印迹型C02吸附剂，并采用N2吸附和热重分析等实验手段考察了溶剂和引发方式对吸附剂结构的影响，结果表明，以乙腈为主的溶剂体系和恒温60℃热聚合的引发方式更易制备出高比表面积的分子印迹型C02吸附剂；利用Chembi03D软

9、件并通过C02捕集实验，验证了分子印迹型吸附剂选择性吸附C02的可行性。详细探讨了分子印迹型吸附剂的C02吸附容量和吸附焓与吸附剂结构之间的关系、以及其吸附再生性能和吸附选择性。采用N2物理吸附、热重分析、傅里叶红外分析以及扫描电镜等实验手段，对吸附剂结构进行了表征；采用DSC．TGA的方法，对C02吸附容量和吸附焓进行了测定；通过固定床实验，研究了吸附剂的再生性能和吸附选择性。研究结果表明，分子印迹型吸附剂的C02吸附容量受比表面积和表面酰胺基团密度的影响，比表面积越大，表面酰胺基团越多，C02吸附容量越大；在25℃时，C02吸附量可达到0．

10、912mmol／g，在60℃时，可达到0．478retool／g；吸附量经过50次连续的吸附／脱附实验后，仅降低了2％；分子印迹型吸附剂的C02吸附焓