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论文类型：会议论文

发表时间：2015-10-25

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关键字：炭分子筛;片层材料;CO_2捕获;吸附分离

摘要：片层多孔炭具有丰富的开放表面或堆积孔隙,可缩短材料的结构单元尺寸,有利于提高扩散传质动力学和孔隙利用率,在二氧化碳捕获等研究领域显示出优越的性能和潜在的应用前景。在这一设计思路启发下,面向CO_2选择性吸附分离,大连理工大学陆安慧教授通过溶液化学法设计制备了一系列新型二维片层炭分子筛材料,并引入含杂原子官能团调控材料表面性质,大大提高了传统多孔炭材料对CO_2的吸附捕集效率。基于主客体化学原理,以二维薄层结构的氧化石墨烯为构筑平台,利用两性分子荷电特点与反应性,经过酚醛胺快速高效的原位缩聚反应及控制炭化过程,制备了片层多孔炭分子筛材料。进一步引入功能性离子液,可制备杂原子掺杂片层炭。该系列纳米炭片的微孔炭层厚度可精确调控,微孔孔径集中分布于0.8 nm,比表面积在300-1500 m~2g~(-1)之间可调变。该体系样品表现出优异的机械强度(抗压强度达28.9 MPa)和CO_2吸附性能:在110 KPa,0℃下,吸附量范围为2.8-4.3 mmol g~(-1),25℃下,吸附量范围为2.1-3.0 mmol g~(-1)。CO_2吸附速率测试显示吸附可在10秒内达到平衡。低CO_2浓度混合湿气(CO_2