当前位置:
X-MOL 学术
›
Sep. Purif. Technol.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
One-step synthesis of SO42−/ZrO2‑SEP solid-acid catalyst for energy-efficient CO2 capture
Separation and Purification Technology ( IF 8.1 ) Pub Date : 2024-11-16 , DOI: 10.1016/j.seppur.2024.130577 Minhua Li, Saeed Askari, Yingjie Niu, Ting Li, Ali Zavabeti, Masood S. Alivand, Kathryn A. Mumford, Chao’en Li, Rui Zhang
Separation and Purification Technology ( IF 8.1 ) Pub Date : 2024-11-16 , DOI: 10.1016/j.seppur.2024.130577 Minhua Li, Saeed Askari, Yingjie Niu, Ting Li, Ali Zavabeti, Masood S. Alivand, Kathryn A. Mumford, Chao’en Li, Rui Zhang
The application of solid-acid catalysts in the regeneration process of CO2-rich amine solutions is currently considered as a promising method for reducing the relative heat duty of CO2 capture processes. In this study, sepiolite (SEP) was selected as a cost-efficient catalyst carrier to support the solid superacid SO42-/ZrO2 (SZ) for preparing a series of composite SO42−/ZrO2‑SEP (SZ@SEP) catalysts with different SZ/SEP ratios. The physical–chemical properties of the prepared catalysts were carefully studied using various characterization techniques. The catalytic CO2 desorption performance was tested in the conventional 5 M MEA solution at 88 °C. The amount of desorbed CO2, desorption rate and relative heat duty were accurately measured for each catalyst and a potential catalytic reaction mechanism was proposed. The results indicated that all catalysts significantly enhanced CO2 desorption performance. Specifically, SZ@SEP-1/2 achieved a 37.3 % increase in average desorption rate and a 48.6 % decrease in heat duty compared to the blank solvent. Furthermore, SZ@SEP-1/2 demonstrated excellent stability over 20 cycles, suggesting its potential as an energy-efficient catalyst for CO2 capture.
中文翻译:
一步法合成 SO42−/ZrO2-SEP 固体酸催化剂,实现节能 CO2 捕集
固体酸催化剂在富含 CO2 的胺溶液的再生过程中的应用目前被认为是降低 CO2 捕获过程相对热负荷的一种很有前途的方法。本研究选择海泡石 (SEP) 作为经济高效的催化剂载体,以支持固体超强酸 SO42-/ZrO2 (SZ),用于制备一系列具有不同 SZ/SEP 比例的复合 SO42-/ZrO 2-SEP (SZ@SEP) 催化剂。使用各种表征技术仔细研究了所制备催化剂的物理化学性质。在 88 °C 的常规 5 M MEA 溶液中测试了催化 CO2 解吸性能。 精确测量了每种催化剂的解吸 CO2 量、解吸速率和相对热负荷,并提出了潜在的催化反应机理。结果表明,所有催化剂均显著提高了 CO2 脱附性能。具体来说,与空白溶剂相比,SZ@SEP-1/2 的平均解吸速率提高了 37.3%,热负荷降低了 48.6%。此外,SZ@SEP-1/2 在 20 次循环中表现出优异的稳定性,表明其作为 CO2 捕获的节能催化剂的潜力。
更新日期:2024-11-16
中文翻译:
一步法合成 SO42−/ZrO2-SEP 固体酸催化剂,实现节能 CO2 捕集
固体酸催化剂在富含 CO2 的胺溶液的再生过程中的应用目前被认为是降低 CO2 捕获过程相对热负荷的一种很有前途的方法。本研究选择海泡石 (SEP) 作为经济高效的催化剂载体,以支持固体超强酸 SO42-/ZrO2 (SZ),用于制备一系列具有不同 SZ/SEP 比例的复合 SO42-/ZrO 2-SEP (SZ@SEP) 催化剂。使用各种表征技术仔细研究了所制备催化剂的物理化学性质。在 88 °C 的常规 5 M MEA 溶液中测试了催化 CO2 解吸性能。 精确测量了每种催化剂的解吸 CO2 量、解吸速率和相对热负荷,并提出了潜在的催化反应机理。结果表明,所有催化剂均显著提高了 CO2 脱附性能。具体来说,与空白溶剂相比,SZ@SEP-1/2 的平均解吸速率提高了 37.3%,热负荷降低了 48.6%。此外,SZ@SEP-1/2 在 20 次循环中表现出优异的稳定性,表明其作为 CO2 捕获的节能催化剂的潜力。