多孔碳材料的设计制备与吸附性能
自工业革命以来,大气中CO2的浓度增长了近35%,达到了390ppm。大气中CO2的浓度的迅速增加,是目前温室效应加剧的一个重要的因素。
为了减缓温室效应,降低大气中CO2的浓度迫在眉睫。大量的CO2释放源,如化石燃料为基础的发电厂,是降低CO2浓度的首要目标。
近年来,多孔碳材料因为具有很高的比表面积,大的孔体积,高的吸附量,高的化学稳定性,价格便宜,以及便于修饰的特性被称赞为第二代吸附材料。然而,单纯的活性炭对CO2的吸附量不是特别高,并且选择性也很低,主要是因为CO2气体分子和活性炭是物理吸附,分子间作用力弱所导致的。
为了加强CO2分子和吸附剂表面的作用力,在碳骨架中掺入碱性位点如电子供体N原子,提高表面的极性是非常有效的。到目前为止在碳骨架中掺入氮碱性位的方法有很多:一种是高温条件下,在氨气的气氛中掺氮;另一种方法是在碳的前躯体中加入含氮的化合物。
后一种方法比前一种方法有很明显的优势,主要是方法简单,而且能获得较高的氮含量。在本论文中,我们通过简单一步法合成氮掺杂的碳材料进行CO2的捕捉和分离性能的研究,并且都展现出较高的CO2吸附容量和优异 ...


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