凹土的胺改性SBA15分子筛的制备及其CO2吸附性能研究
目录
1 引言 1
1.1 二氧化碳的来源及危害 1
1.2 二氧化碳减排技术 3
1.3 二氧化碳吸附技术研究进展 4
1.3.1 固体吸附剂在吸附二氧化碳研究进展 5
2 实验原料和方法 8
2.1 实验主要试剂 8
2.2 实验主要设备 9
2.3 实验步骤 10
2.3.1 SBA-15的制备方法 10
2.3.2 SBA-15的改性 11
3 表征与分析 12
3.1 XRD与SEM图 12
3.2 BET表征和FI-IR分析 15
4 CO2吸附性能研究 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
1 引言
大气的保温效应又被称为温室效应，或者花房效应，其原理是指：大气会将太阳的短波辐射到大地上，然而大地在汲取热量后将向外部环境排出很多的长波热，这时它却将辐射线吸收掉，如此会将让大地与低温大气层接触，使之类似于植育农作物的温室，所以将其称为温室效应。导致这种结果的主要气体是二氧化碳，二氧化碳就像一张保温的塑料棚，将地球包裹成了一个温室。它具备调节地球温度的作用，尤其是二氧化碳含量变得太高，将会使地球宛若捂在一口锅里，温度渐渐提高，就会影响地球上生物的生活环境。假如二氧化碳的量较现在提升1倍，那么地球温度将提高三到五摄氏度，南、北极区域大概会增加十摄氏度，天气也会显著变暖。温度升高会导致部分地区降雨增加，部分地区的干旱，飓风力增大，频率会增加，自然灾害加剧。更让人担心的是，因为气温的抬升，南、北极区域的冰川将会融化，海平面抬升，很多海边 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
的城镇、小岛或低洼区域也会受到海水上升的威胁。由工业革命兴起至今，人们向周围环境排放的二氧化碳越来越多，温室效应也逐渐变强，同时还引发了全球气候变暖等许许多多极为严重问题，引起了全世界各国的关注。
温室效应对地球上的生物活动的影响越来越严重，人类活动、动植物呼吸、代谢等等，导致二氧化碳等温室气体的含量在逐年增加，使得地球的气候正在发生重大变化，那就是全球变暖，中国的气候变化趋势和大多等同于全球的趋势。近年来，中国的平均气温上升了0.5到0.6摄氏度，在冬季和西北，北部和东北地区是最明显的。据推测，在将来的五十到一百年，全世界与我国气温将接着朝变高的方向变化。气温不断上升已经对我们赖以生存的家园以及未来的发展产生了显著地影响。研究表明，近五十年的气候变暖最关键的因素是化石燃料的燃烧，排放出了很多的二氧化碳。在化石燃料中，煤炭储量丰富，价格低廉，分布广，在世界能源结构中占有十分重要的地位。由此可知，在煤炭的使用过程中控制温室气体的排放，对国民经济的发展具有重要意义。
1.1 二氧化碳的来源及危害
二氧化碳在自然界中含量非常高，含量百分比约为0.03到0.04（体积比），总量约2.80×1015kg。一些天然气或油气和碳酸盐岩也蕴含着一些二氧化碳。由生物代谢产生的二氧化碳和含碳物质的物质是：（1）所有动物在呼吸过程中，吸入氧气的释放出的二氧化碳；（2）没有光的条件下，所有的绿色植物都将进入呼吸作用从而放出二氧化碳；（3）肥料和腐植酸经过发酵、熟化的时也会放出大量的二氧化碳；（4）通常有机物在分解、发酵、腐烂以及变质的时都会放出二氧化碳；（5）在用煤炭等生产化石燃料的过程当中和当化石燃料燃烧时，都伴随着二氧化碳地释放；（6）所有都邑的运行，工业，交通等都会产生二氧化碳的排放。环境中的二氧化碳来源如此之多，却很少的得到减排，导致了无法得到良好的循环，致使温室效应的产生，就这样，无声息的破坏了自然生态平衡。
温室气体被认为是全球温度上升和气候变化的主要因素。而二氧化碳作为主要的温室气体，其对环境的影响尤为巨大。因为二氧化碳的保温将逐渐增加地球表面的温度。在过去一百年中，全球气温上升0.6到0.8摄氏度，这一持续，预计到第二十一世纪中期，全球气温将上升1.5到4.5。若任由其发展的话，由温室效应所引起的环境问题将越来越严重，如南、北极海洋的冰块全部融化，海平面上升等等，这些变化不仅会影响到人类的正常生活，而且对野生动物而言无异于灭顶之灾。近年来，温室效应引起的气候变化已逐渐成为全球性的环境问题，二氧化碳作为温室效应的最大贡献者，其在大气中的含量与日俱增，并且在不断加剧全球气候和生态的恶化。中国是世界第二大国，排放量仅次于美国的，若不采取相应有成效的控制手段，预计二氧化碳排放量将在二十年内超越美国成为首位排放国[1]。由此可知，务必采取灵效地节制二氧化碳含量的增长，把握人口数量的增长，适当限制化石燃料的使用，同时，应当尽可能多的植树，绿化我们的家园，防止温室效应给我们这个美好的星球带来更多的灾难。那么，二氧化碳减排技术就将成为一项重要而艰巨的环保任务。 1.2 二氧化碳减排技术
二氧化碳作为导致温室效应的主要气体，来源有汽车尾气、动物呼吸、有烟道气等，而其最主要的来源还是在于人为因素，因人类活动排放的温室气体约占总量的百分之七十几，至今为止，尽管人们还不能开发得到有效的解决策略，可至少可以想一些有用的方法尽力的去控制二氧化碳的排量增涨，不可听天由命任凭发展。因此，对于今天的计划，就是要尽一切所能采取的措施来抑制二氧化碳排放的趋势。在近年来，人们关于二氧化碳的减排意识在逐年提高，这是一个很好的现象，同时人们也采取了不少的预防和补救方法，如：
（1）加强可再生能源的使用以及提高能源利用效率，处理好当前的热电站和其他工业设施产生的二氧化碳气体的排放。
（2）碳捕获和储存（CCS）技术：目前的二氧化碳捕获，存储和贮存的方法有：地质储存二氧化碳到地下，有望实现大量二氧化碳永久密封；海洋储存，二氧化碳可在海底的大量溶解；氨吸收烟气中的二氧化碳生成化肥碳酸氢铵；化学用途，以二氧化碳为原料生产一些，低能耗，高附加值，可以永久储存二氧化碳的化学产品。
（3）二氧化碳分离与捕获方法：溶剂吸收法[2]、膜分离法[3]、固体吸附法[4~6]等。其中，膜分离法则由于分离效率低、膜放大困难及难以实现工业化等问题在应用上受到限制[1]；而最为成熟的为溶剂吸收法，以其简单的工艺、设备，已经广泛的应用于工业化生产，但此方法存在吸收剂再生困难、设备容易腐蚀等问题；固体吸附法虽然兴起的时间较晚，但是与溶剂吸收法和膜分离法比较，它的工艺更简单、吸附剂的再生和回收更容易、只会少量腐蚀设备以及低能耗等等众多优点。因此，该技术在二氧化碳吸附分离领域发展迅速。
（4）洁净煤技术（CCT）：1、直接烧煤技术，对燃料煤炭进行加工处理，降低煤中的灰分、硫分等，提高燃烧效率，从而达到减少煤炭利用过程中污染物排放的目的[7]；2、煤炭转化技术，可将煤炭进行液化或者气化处理，如将煤炭转化成燃油、燃气等，产出优质的汽油、柴油，使煤炭能够充分利用燃烧，减少温室气体的排放。
（5）对煤炭进行洗选处理，加强对能源的利用；减少燃烧或采用先进的燃烧技术，进行能源革新，适当的限制化石燃料的使用，鼓励使用天然瓦斯、太阳能等。
（6）人们应尽量养成节约能源使用的习惯，可以骑自行车或者步行等低碳出行，尽量少使用或不使用一次性木制用品、塑料购物袋等；保护森林和海洋的其他方面，如不森林砍伐森林，不要让海洋污染来保护浮游生物的生存；尽可能的多植树造林，不踩踏并且爱护草坪里的花草等行动来保护我们的绿色家园，这些做法都能削减二氧化碳的排放。
1 引言 1
1.1 二氧化碳的来源及危害 1
1.2 二氧化碳减排技术 3
1.3 二氧化碳吸附技术研究进展 4
1.3.1 固体吸附剂在吸附二氧化碳研究进展 5
2 实验原料和方法 8
2.1 实验主要试剂 8
2.2 实验主要设备 9
2.3 实验步骤 10
2.3.1 SBA-15的制备方法 10
2.3.2 SBA-15的改性 11
3 表征与分析 12
3.1 XRD与SEM图 12
3.2 BET表征和FI-IR分析 15
4 CO2吸附性能研究 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
1 引言
大气的保温效应又被称为温室效应，或者花房效应，其原理是指：大气会将太阳的短波辐射到大地上，然而大地在汲取热量后将向外部环境排出很多的长波热，这时它却将辐射线吸收掉，如此会将让大地与低温大气层接触，使之类似于植育农作物的温室，所以将其称为温室效应。导致这种结果的主要气体是二氧化碳，二氧化碳就像一张保温的塑料棚，将地球包裹成了一个温室。它具备调节地球温度的作用，尤其是二氧化碳含量变得太高，将会使地球宛若捂在一口锅里，温度渐渐提高，就会影响地球上生物的生活环境。假如二氧化碳的量较现在提升1倍，那么地球温度将提高三到五摄氏度，南、北极区域大概会增加十摄氏度，天气也会显著变暖。温度升高会导致部分地区降雨增加，部分地区的干旱，飓风力增大，频率会增加，自然灾害加剧。更让人担心的是，因为气温的抬升，南、北极区域的冰川将会融化，海平面抬升，很多海边 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
的城镇、小岛或低洼区域也会受到海水上升的威胁。由工业革命兴起至今，人们向周围环境排放的二氧化碳越来越多，温室效应也逐渐变强，同时还引发了全球气候变暖等许许多多极为严重问题，引起了全世界各国的关注。
温室效应对地球上的生物活动的影响越来越严重，人类活动、动植物呼吸、代谢等等，导致二氧化碳等温室气体的含量在逐年增加，使得地球的气候正在发生重大变化，那就是全球变暖，中国的气候变化趋势和大多等同于全球的趋势。近年来，中国的平均气温上升了0.5到0.6摄氏度，在冬季和西北，北部和东北地区是最明显的。据推测，在将来的五十到一百年，全世界与我国气温将接着朝变高的方向变化。气温不断上升已经对我们赖以生存的家园以及未来的发展产生了显著地影响。研究表明，近五十年的气候变暖最关键的因素是化石燃料的燃烧，排放出了很多的二氧化碳。在化石燃料中，煤炭储量丰富，价格低廉，分布广，在世界能源结构中占有十分重要的地位。由此可知，在煤炭的使用过程中控制温室气体的排放，对国民经济的发展具有重要意义。
1.1 二氧化碳的来源及危害
二氧化碳在自然界中含量非常高，含量百分比约为0.03到0.04（体积比），总量约2.80×1015kg。一些天然气或油气和碳酸盐岩也蕴含着一些二氧化碳。由生物代谢产生的二氧化碳和含碳物质的物质是：（1）所有动物在呼吸过程中，吸入氧气的释放出的二氧化碳；（2）没有光的条件下，所有的绿色植物都将进入呼吸作用从而放出二氧化碳；（3）肥料和腐植酸经过发酵、熟化的时也会放出大量的二氧化碳；（4）通常有机物在分解、发酵、腐烂以及变质的时都会放出二氧化碳；（5）在用煤炭等生产化石燃料的过程当中和当化石燃料燃烧时，都伴随着二氧化碳地释放；（6）所有都邑的运行，工业，交通等都会产生二氧化碳的排放。环境中的二氧化碳来源如此之多，却很少的得到减排，导致了无法得到良好的循环，致使温室效应的产生，就这样，无声息的破坏了自然生态平衡。
温室气体被认为是全球温度上升和气候变化的主要因素。而二氧化碳作为主要的温室气体，其对环境的影响尤为巨大。因为二氧化碳的保温将逐渐增加地球表面的温度。在过去一百年中，全球气温上升0.6到0.8摄氏度，这一持续，预计到第二十一世纪中期，全球气温将上升1.5到4.5。若任由其发展的话，由温室效应所引起的环境问题将越来越严重，如南、北极海洋的冰块全部融化，海平面上升等等，这些变化不仅会影响到人类的正常生活，而且对野生动物而言无异于灭顶之灾。近年来，温室效应引起的气候变化已逐渐成为全球性的环境问题，二氧化碳作为温室效应的最大贡献者，其在大气中的含量与日俱增，并且在不断加剧全球气候和生态的恶化。中国是世界第二大国，排放量仅次于美国的，若不采取相应有成效的控制手段，预计二氧化碳排放量将在二十年内超越美国成为首位排放国[1]。由此可知，务必采取灵效地节制二氧化碳含量的增长，把握人口数量的增长，适当限制化石燃料的使用，同时，应当尽可能多的植树，绿化我们的家园，防止温室效应给我们这个美好的星球带来更多的灾难。那么，二氧化碳减排技术就将成为一项重要而艰巨的环保任务。 1.2 二氧化碳减排技术
二氧化碳作为导致温室效应的主要气体，来源有汽车尾气、动物呼吸、有烟道气等，而其最主要的来源还是在于人为因素，因人类活动排放的温室气体约占总量的百分之七十几，至今为止，尽管人们还不能开发得到有效的解决策略，可至少可以想一些有用的方法尽力的去控制二氧化碳的排量增涨，不可听天由命任凭发展。因此，对于今天的计划，就是要尽一切所能采取的措施来抑制二氧化碳排放的趋势。在近年来，人们关于二氧化碳的减排意识在逐年提高，这是一个很好的现象，同时人们也采取了不少的预防和补救方法，如：
（1）加强可再生能源的使用以及提高能源利用效率，处理好当前的热电站和其他工业设施产生的二氧化碳气体的排放。
（2）碳捕获和储存（CCS）技术：目前的二氧化碳捕获，存储和贮存的方法有：地质储存二氧化碳到地下，有望实现大量二氧化碳永久密封；海洋储存，二氧化碳可在海底的大量溶解；氨吸收烟气中的二氧化碳生成化肥碳酸氢铵；化学用途，以二氧化碳为原料生产一些，低能耗，高附加值，可以永久储存二氧化碳的化学产品。
（3）二氧化碳分离与捕获方法：溶剂吸收法[2]、膜分离法[3]、固体吸附法[4~6]等。其中，膜分离法则由于分离效率低、膜放大困难及难以实现工业化等问题在应用上受到限制[1]；而最为成熟的为溶剂吸收法，以其简单的工艺、设备，已经广泛的应用于工业化生产，但此方法存在吸收剂再生困难、设备容易腐蚀等问题；固体吸附法虽然兴起的时间较晚，但是与溶剂吸收法和膜分离法比较，它的工艺更简单、吸附剂的再生和回收更容易、只会少量腐蚀设备以及低能耗等等众多优点。因此，该技术在二氧化碳吸附分离领域发展迅速。
（4）洁净煤技术（CCT）：1、直接烧煤技术，对燃料煤炭进行加工处理，降低煤中的灰分、硫分等，提高燃烧效率，从而达到减少煤炭利用过程中污染物排放的目的[7]；2、煤炭转化技术，可将煤炭进行液化或者气化处理，如将煤炭转化成燃油、燃气等，产出优质的汽油、柴油，使煤炭能够充分利用燃烧，减少温室气体的排放。
（5）对煤炭进行洗选处理，加强对能源的利用；减少燃烧或采用先进的燃烧技术，进行能源革新，适当的限制化石燃料的使用，鼓励使用天然瓦斯、太阳能等。
（6）人们应尽量养成节约能源使用的习惯，可以骑自行车或者步行等低碳出行，尽量少使用或不使用一次性木制用品、塑料购物袋等；保护森林和海洋的其他方面，如不森林砍伐森林，不要让海洋污染来保护浮游生物的生存；尽可能的多植树造林，不踩踏并且爱护草坪里的花草等行动来保护我们的绿色家园，这些做法都能削减二氧化碳的排放。
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