介孔硅复合氧化石墨烯多孔材料的制备及其CO2吸附性能研究

摘要：

以P123为模板剂,以TEOS为硅源,以氧化石墨烯为复合组分,采用溶胶-凝胶法和自组装法制备了具有较大比表面积的介孔硅复合氧化石墨烯三维多孔材料(MSM/GOs),进一步通过物理浸渍聚乙烯亚胺(PEI)制备了固态胺吸附材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附-脱附曲线、元素分析等方法表征复合材料的结构和形貌,研究了氧化石墨烯添加量对材料的比表面积和胺化效果的影响以及吸附温度对其吸附CO2性能的影响.研究结果表明,氧化石墨烯的引入能显著提高介孔硅复合氧化石墨烯多孔材料的比表面积,当GO添加量为4.5wt％时,其比表面积可高达841m2/g.高的比表面积有利于提高材料的氨基含量.在30wt％PEI的物理浸渍胺化后,MSM/GO-4.5@30％PEI拥有最大含氮量(9.59wt％)和CO2吸附量(1.70mmol/g).得益于良好的多孔基体和有机胺的均匀分布,MSM/GO-4.5@30％PEI在不同温度下的吸附量较稳定,循环再生吸附后仍能保持初始吸附量的80％.动力学研究表明,准一级模型和Avrami模型均能较好地拟合其吸附行为,揭示MSM/GO-4.5@30％PEI对CO2的吸附是物理吸附和化学吸附两者共同作用的结果.上述研究表明,介孔硅复合氧化石墨烯多孔材料在CO2捕集方面具有潜在的应用前景.

关键词：介孔硅复合氧化石墨烯、多孔材料、CO2吸附、动力学

所属期刊栏目：38

分类号：O647.33(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金;广东省科技计划项目

在线出版日期：2022-07-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

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