Síntesis de materiales poliméricos de adsorción global y estudio del mecanismo de captura sincrónica 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

A pesar de que los materiales de adsorción global continúan siendo de interés en el campo de la captura de CO2 en los gases de humo y la recolección de PM debido a su facilidad de uso, baja capacidad de adsorción térmica y excelente rendimiento en la regeneración, el efecto de "compromiso" entre la capacidad de adsorción y el rendimiento de regeneración, así como la resistencia al crudo, limita seriamente la aplicación industrial de los materiales porosos complejos. En este estudio, se desarrollaron con éxito materiales poliméricos absorbentes multidimensionales de arquitectura global (A-CMPs) al introducir astutamente la funcionalidad del grupo de ácido en la estructura polimérica en relación con una proporción molar reactiva de base. Se logró una estructura porosa multinivel y puntos de captura abundantes para una adsorción y separación cíclica eficientes de PM y CO2. La microestructura de este material presenta una red tridimensional de nanotubos vacíos con un entrelazado de disposición aleatoria, que puede mejorar considerablemente la dispersión y transferencia del flujo de aire por unidad de volumen y proporcionar un espacio de almacenamiento adecuado y puntos de unión para las moléculas objetivo. La alta estabilidad estructural de los materiales proporciona una estabilidad estructural integrada, conserva la integridad de la configuración molecular y el rendimiento de captura incluso en un entorno de alta humedad, y respalda una regeneración cíclica de PM/CO2. Gracias al entorno microambiental de alta polaridad formado por átomos de oxígeno abiertos y la proporción micro/mesoporosa, los A-CMPs presentan una capacidad de adsorción de CO2 de 46.6 cm³/g y un rendimiento de adsorción estable después de un uso cíclico. Por lo tanto, el desarrollo de materiales poliméricos de arquitectura global altamente efectivos y reproducibles es de vital importancia para satisfacer las necesidades industriales reales.

关键词

Microestructuras conjugadas; Materiales globales; Captura de partículas; Adsorción de CO2; Regeneración cíclica

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