球形大孔SiO₂基CO₂吸附剂的制备及性能分析

摘要

为解决浸渍法制备的负载胺类固体吸附剂的孔道易堵塞进而影响气体传质等问题，以廉价的水玻璃为硅源，以三聚氰胺-甲醛（MF）树脂胶体球为牺牲模板，通过喷雾干燥制得二氧化硅（SiO₂）微球，经过煅烧去除牺牲模板后得到带有大孔的SiO₂微球，以此微球为载体负载聚乙烯亚胺（PEI），制得SiO₂基负载胺类固体吸附剂。采用SEM、TG、FT-IR、MIP、BET等测试方法表征样品的表面结构和理化性质，并运用固定床吸附柱系统进行CO₂吸附-解吸实验，研究胺负载量、吸附温度和进气流量对CO₂吸附的影响。结果表明：由40%（质量分数）PEI负载的吸附剂在60℃、50 mL/min的气体流量下有最优的吸附性能，其饱和吸附量为1.82 mmol/g，其吸附行为符合Avrami模型，表明吸附过程中同时存在物理和化学2种吸附行为；经过20次吸附-脱附循环，吸附剂的饱和吸附量仅下降了8.8%，表现出良好的循环再生性能。

关键词

溶胶-凝胶法 / 二氧化硅微球 / 喷雾干燥 / CO₂吸附