Microwave-assisted post-synthetic detemplating method was applied to remove successfully the occluded organic template from the mesoporous silica frameworks of as-synthesized SBA-15 within a short period of time compared to a conventional method, such as furnace calcination. The nitrogen adsorption/desorption isotherm studies showed that the resultant detemplated SBA-15 had a very high specific surface area of 1,271 m2/g, large pore size of 9.21 nm and high pore volume of 2.10 cm3/g; while the powder X-ray diffraction patterns and high-resolution TEM images of these support materials revealed the presence of highly ordered mesopores without any structural shrinkage. Both the microwave power and time during post-synthetic microwave irradiation were found to influence the morphological structure of the SBA-15 support. To evaluate the adsorption performance of the microwave-irradiated SBA-15 support, CO2 adsorption uptake was measured after functionalizing it with different loadings of polyethyleneimine (PEI) under 9.7% CO2/N2 mixture at 75oC. The maximum CO2 uptake was 3.63 mmol CO2/g (0.16 g/g), with an optimum PEI loading of 70 wt%. Because of the significant improvement in structural characteristics, the microwave-irradiated SBA-15 supports facilitated more PEI incorporation that contributed to about 15% higher CO2 uptake than that of conventional furnace calcined one. In addition, the sorbent demonstrated very good cyclic stability when tested over 25 cycles and for a total duration of 20 h in humid conditions.

中文翻译：

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用于二氧化碳捕获的微波合成高性能介孔 SBA-15 二氧化硅材料

与传统方法（如炉子煅烧）相比，微波辅助合成后去模板方法可在短时间内从合成的 SBA-15 的介孔二氧化硅骨架中成功去除被吸留的有机模板。氮吸附/解吸等温线研究表明，所得脱模板 SBA-15 具有非常高的比表面积 1,271 m2/g、9.21 nm 的大孔径和 2.10 cm3/g 的高孔体积；而这些载体材料的粉末 X 射线衍射图和高分辨率 TEM 图像显示存在高度有序的介孔，没有任何结构收缩。发现合成后微波辐射期间的微波功率和时间都会影响 SBA-15 载体的形态结构。为了评估微波辐照 SBA-15 载体的吸附性能，在 75oC 下，在 9.7% CO2/N2 混合物下，用不同负载的聚乙烯亚胺 (PEI) 对其进行官能化后测量 CO2 吸附量。最大 CO2 吸收量为 3.63 mmol CO2/g (0.16 g/g)，最佳 PEI 负载量为 70 wt%。由于结构特性的显着改善，微波辐照的 SBA-15 载体促进了更多的 PEI 掺入，与传统炉煅烧载体相比，CO2 吸收量提高了约 15%。此外，当在潮湿条件下测试超过 25 次循环和 20 小时的总持续时间时，吸附剂表现出非常好的循环稳定性。在 75oC 下，在 9.7% CO2/N2 混合物下，用不同负载的聚乙烯亚胺 (PEI) 对其进行功能化后测量 CO2 吸附量。最大 CO2 吸收量为 3.63 mmol CO2/g (0.16 g/g)，最佳 PEI 负载量为 70 wt%。由于结构特性的显着改善，微波辐照的 SBA-15 载体促进了更多的 PEI 掺入，与传统炉煅烧载体相比，CO2 吸收量提高了约 15%。此外，当在潮湿条件下测试超过 25 次循环和 20 小时的总持续时间时，吸附剂表现出非常好的循环稳定性。在 75oC 下，在 9.7% CO2/N2 混合物下，用不同负载的聚乙烯亚胺 (PEI) 对其进行功能化后测量 CO2 吸附量。最大 CO2 吸收量为 3.63 mmol CO2/g (0.16 g/g)，最佳 PEI 负载量为 70 wt%。由于结构特性的显着改善，微波辐照的 SBA-15 载体促进了更多的 PEI 掺入，与传统炉煅烧载体相比，CO2 吸收量提高了约 15%。此外，当在潮湿条件下测试超过 25 次循环和 20 小时的总持续时间时，吸附剂表现出非常好的循环稳定性。微波照射的 SBA-15 载体促进了更多的 PEI 掺入，与传统炉煅烧载体相比，CO2 吸收量提高了约 15%。此外，当在潮湿条件下测试超过 25 次循环和 20 小时的总持续时间时，吸附剂表现出非常好的循环稳定性。微波照射的 SBA-15 载体促进了更多的 PEI 掺入，与传统炉煅烧载体相比，CO2 吸收量提高了约 15%。此外，当在潮湿条件下测试超过 25 个循环和 20 小时的总持续时间时，吸附剂表现出非常好的循环稳定性。