Estudo sobre a preparação reciclável de polímeros integrados de adsorção de carbono e seu mecanismo de captura síncrona de partículas

Dong-zhi Li ,  

Qiao-bin Liu ,  

Jia-long Zhang ,  

Fang Dong ,  

Yan-rong Sun ,  

Shao-zhen Wang ,  

Sheng-hui Zhang ,  

Huan Xu ,  

摘要

Embora os materiais de adsorção do tipo integrado tenham recebido muita atenção no campo da captura de CO2 e partículas (PM) nos gases de exaustão devido à sua facilidade de operação, baixo efeito de calor de adsorção e excelente desempenho de regeneração, o efeito de equilíbrio entre a capacidade de adsorção e o desempenho de regeneração e a resistência elevada à permeação de gás causada pela formação de pó limitam gravemente as perspectivas de aplicação industrial. Neste estudo, ajustando a relação molar das funções reativas, foi introduzido de forma engenhosa um grupo funcional acila no esqueleto molecular dos polímeros e foram preparados com sucesso polímeros de carbono integrados classificados (A-CMPs) com uma estrutura porosa classificada e abundantes locais de adsorção para uma separação eficiente de adsorção de PM e CO2. A microestrutura deste material apresenta uma rede tridimensional de nanotubos ocos tecidos aleatoriamente, que aumenta efetivamente a dispersão e transferência de massa do fluxo de volume unitário, e a estrutura porosa classificada oferece espaço de armazenamento suficiente e locais de ligação para moléculas hóspedes. A estrutura porosa conjugada altamente isolada e conjugada, construída por ligações covalentes contínuas, confere ao material uma excelente estabilidade estrutural, permitindo-lhe manter a integridade da configuração molecular e o desempenho de captura mesmo em ambientes úmidos, e suporte para regenerações cíclicas múltiplas de PM/CO2. Graças ao ambiente microscópico altamente polar formado por átomos de oxigênio abertos dentro do esqueleto e à relação micro/macro poros, os A-CMPs apresentam uma capacidade de adsorção de CO2 de 46,6 cm3·g-1, e mantêm o desempenho de adsorção após uso repetido de forma estável. Portanto, o desenvolvimento de materiais poliméricos integrados de alto desempenho e recicláveis tem um valor significativo para atender às exigências reais de aplicação industrial.

关键词

Polímeros microporosos conjugados; Materiais integrados; Captura de partículas; Adsorção de CO2; Regeneração cíclica

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