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郭爱霞等CEJ文章:二维SiO2纳米筛的制备及其衍生Li4SiO4用作高温CO2吸附剂
发布时间:2024-03-10

近年来,大气中的CO2浓度持续上升,导致全球气候异常变化严重,给人类的生存和发展带来了重大威胁。全球气候变化已成为全球最紧迫的挑战之一,降低大气中CO2浓度已成为普遍共识。碳捕获、利用与封存技术(Carbon Capture, Utilization and Storage,CCUS)是应对全球变暖和气候变化的一种重要技术手段。


石河子大学碳中和与清洁能源技术研究团队致力于CO2的捕集和催化转化等研究工作,陆续开发了低温MOF和高温Li4SiO4等CO2吸附剂,研究了CO2甲烷化与重整制备合成气,发展了CO2分解制备CO等相关工作。近日,该团队采用过程强化高剪切技术构筑了高比表面积的二维SiO2纳米筛,并以此为前驱体制备了高温CO2吸附剂Li4SiO4,其吸附温度在700 ℃,2分钟内即可达到吸附平衡,最大吸附量为29.5 wt.%,20个循环后吸附容量保持率可达94 %。

图1. 二维SiO2纳米筛的制备示意图。


图2. SiO2的(a) SEM图像、(b) TEM图像、(c) XRD曲线和(d) N2吸附和解吸等温曲线及孔径图(插图)。


图3. 样品Li4SiO4的(a) XRD谱、(b) FTIR谱图和(c)动态CO2吸附/解吸曲线;(d-f)温度编程吸附后样品的SEM镜图像。


图4.(a-c)样品Li4SiO4在不同温度下恒温吸附性能比较和(d)最大吸附量。


图5.(a-c)样品Li4SiO4的20次循环稳定性。


图6. 样品Li4SiO4吸附20个循环后的 (a-c)SEM图像和(d) XRD图谱。


图7. (a) Li4SiO4-3.2和(b) Li4SiO4-4.2的动态吸附/解吸曲线。


相关工作在Chemical Engineering Journal 上发表。论文的第一作者为石河子大学化学化工学院硕士研究生郭爱霞,通讯作者为北京林业大学黄亮副教授和王强教授、石河子大学于锋教授。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Enhanced high temperature cyclic CO2 capture on Li4SiO4 sorbent from two-dimensional SiO2 nanomeshes

Aixia Guo, Liang Huang*, Chaocao Cao, Yaxin Sun, Qiang Wang*, Feng Yu*

Chem. Eng. J., 2024485: 149943, DOI: 10.1016/j.cej.2024.149943