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掺杂氮化硅的煅烧电石渣循环捕集CO2的研究及动力学分析
Materials Chemistry and Physics ( IF 4.3 ) Pub Date : 2021-02-01 , DOI: 10.1016/j.matchemphys.2020.124016
Bijiao Gu , Yaqin Zhang , Manoj Pudukudy , Yunfei Zhi , Lei He , Shuai Jin , Shaoyun Shan , Waseem Tariq

摘要 以固体废电石渣(CS)为钙前驱体,氮化硅(Si3N4)为新型惰性掺杂剂,采用简单干混法和高温CO2循环吸附法制备了一系列氧化钙(CaO)基吸附剂。在热重分析仪 (TGA) 中测试性能。研究了Si3N4类型、掺杂剂含量、预煅烧条件、CO2浓度和长期循环对CO2吸附性能的影响等诸多问题。吸附剂的相组成、表面形态和表面积通过 X 射线衍射 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM) 和氮物理吸附分析进行表征。α-Si3N4等三种Si3N4的循环转化实验,β-Si3N4 和溶胶-凝胶法制备的Si3N4 表明掺杂自制备Si3N4 的吸附剂具有优异的循环吸附性能(10 次循环后达到68.34%)。掺杂 5 wt.% 自制备 Si3N4 的煅烧 CS (CCS),在 850 °C 下预煅烧 4 小时(CCS-Si3N4-5-4-850)表现出更高的转化率(10 次循环后 >70%, 20 个循环后为 57.09 %)。Si3N4 的加入抑制了吸附剂颗粒之间的烧结,有利于提高循环吸附耐久性。吸附动力学表明CCS-Si3N4-5-4-850化学吸附和扩散的活化能分别为68.17 kJ/mol和102.34 kJ/mol,与实际吸附过程一致。掺杂 5 wt.% 自制备 Si3N4 的煅烧 CS (CCS),在 850 °C 下预煅烧 4 小时(CCS-Si3N4-5-4-850)表现出更高的转化率(10 次循环后 >70%, 20 个循环后为 57.09 %)。Si3N4 的加入抑制了吸附剂颗粒之间的烧结,有利于提高循环吸附耐久性。吸附动力学表明,CCS-Si3N4-5-4-850化学吸附和扩散的活化能分别为68.17 kJ/mol和102.34 kJ/mol,与实际吸附过程一致。掺杂有 5 wt.% 自制备 Si3N4 的煅烧 CS (CCS),在 850 °C 下预煅烧 4 小时(CCS-Si3N4-5-4-850)表现出更高的转化率(10 次循环后 >70%, 20 个循环后为 57.09 %)。Si3N4 的加入抑制了吸附剂颗粒之间的烧结,有利于提高循环吸附耐久性。吸附动力学表明,CCS-Si3N4-5-4-850化学吸附和扩散的活化能分别为68.17 kJ/mol和102.34 kJ/mol,与实际吸附过程一致。有利于提高循环吸附耐久性。吸附动力学表明,CCS-Si3N4-5-4-850化学吸附和扩散的活化能分别为68.17 kJ/mol和102.34 kJ/mol,与实际吸附过程一致。有利于提高循环吸附耐久性。吸附动力学表明,CCS-Si3N4-5-4-850化学吸附和扩散的活化能分别为68.17 kJ/mol和102.34 kJ/mol,与实际吸附过程一致。



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更新日期:2021-02-01
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