全部 标题 作者
关键词 摘要

OALib Journal期刊
ISSN: 2333-9721
费用：99美元
投递稿件

查看量下载量

相关文章

更多...
-  2015 


DOI: 10.3866/PKU.WHXB201506181

Full-Text   Cite this paper   Add to My Lib

Abstract:

使用新型含氮聚合物席夫碱为炭源, SBA-15为模板,通过纳米铸型法原位合成微孔-中孔-大孔串联的多级孔富氮炭材料.材料的比表面积为752 m2·g-1,孔容0.79 cm3·g-1; X光电子能谱分析表明炭材料中的氮含量高达7.85%(w).将所制备的多孔炭材料应用于CO2的吸附分离,发现炭材料的微孔发挥主导作用,表面氮掺杂发挥辅助作用.在两者的协同作用下, CO2吸附量在常压、273 K下可达97 cm3·g-1, CO2/N2和CO2/CH4的分离比(摩尔比)分别为7.0和3.2,低压亨利吸附选择性分别为23.3和4.2.采用Toth模型对单组分平衡吸附进行拟合,并根据理想溶液吸附理论(IAST)预测双组分CO2/N2和CO2/CH4混合气体的分离选择性分别为40和18.
Hierarchical nitrogen-enriched porous carbon containing micropores, mesopores, and macropores were prepared by a nanocasting pathway using a Schiff base precursor and SBA-15 as the hard template. The specific surface area and pore volume of the obtained porous carbon are 752 m2·g-1 and 0.79 cm3·g-1, respectively. The nitrogen content is as high as 7.85% (w). The porous carbon shows a CO2 capacity of 97 cm3·g-1 at ambient pressure and 273 K. The CO2/N2 and CO2/CH4 separation ratios (molar ratios) are accordingly 7.0 and 3.2, and the Henry's low pressure selectivities are 23.3 and 4.2, respectively. CO2 adsorption tests confirmed that the micropores play a dominant role and nitrogen-containing functional groups play a synergistic role. The predicted ideal adsorbed solution theory (IAST) selectivities of the two-component mixed stream are 40 (CO2/N2) and 18 (CO2/CH4) by Toth mode simulation

 References

[1]  23 Zhao H. M. ; Lin D. ; Yang G. ; Chun Y. ; Xu Q. H. Acta Phys. -Chim. Sin 2012, 28, 985. doi: 10.3866/PKU.WHXB201202071
[2]  28 Qian D. ; Lei C. ; Hao G. P. ; Li W. C. ; Lu A. H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 6125. doi: 10.1021/am301772k
[3]  胡敬秀; 张静; 邹建锋; 肖强; 钟依均; 朱伟东. 物理化学学报, 2014, 30, 1169. doi: 10.3866/PKU.WHXB201404223
[4]  36 Zhuang X. D. ; Zhang F. ; Wu D. Q. ; Feng X. L. Adv. Mater 2014, 26, 3081. doi: 10.1002/adma.201305040
[5]  37 Zhao D. Y. ; Feng J. ; Huo Q. ; Melosh N. ; Fredrickson G. H. ; Chmelka B. F. ; Stucky G. D. Science 1998, 279, 548. doi: 10.1126/science.279.5350.548
[6]  39 Arrigo R. ; H？vecker M. ; Wrabetz S. ; Blume R. ; Lerch M. ; McGregor J. ; Parrott E. P. J. ; Zeitle J. A. ; Gladden L. F. ; Knop-Gericke A. ; Schl？gl R. ; Su D. S. J. Am. Chem. Soc 2010, 132, 9616. doi: 10.1021/ja910169v
[7]  44 Vaidhyanathan R. ; Iremonger S, S. ; Shimizu G. K. H. ; Boyd P. G. ; Alavi S. ; Woo T. K. Science 2010, 330, 650. doi: 10.1126/science.1194237
[8]  45 Banerjee R. ; Phan A. ; Wang B. ; Knobler C. ; Furukawa H. ; O'Keeffe M. ; Yaghi O. M. Science 2008, 319, 939. doi: 10.1126/science.1152516
[9]  46 Zhao Y. ; Yao K. X. ; Yang Y. ; Zhang Q. ; Han Y. J. Mater. Chem 2012, 22, 19726. doi: 10.1039/c2jm33091a
[10]  2 Hansen J. ; Sato M. ; Kharecha P. ; Beerling D. ; Berner R. ; Masson-Delmotte V. ; Mark P. ; Maureen R. ; Dana L. R. ; Zachos J. C. Open Atmos. Sci 2008, 2, 217. doi: 10.2174/1874282300802010217
[11]  3 Song C. Catal. Today 2006, 115, 2. doi: 10.1016/j.cattod.2006.02.029
[12]  4 Zhang Y. T. ; Fan L. H. ; Zhang L. ; Chen H. L. Chem. Eng. (China) 2009, 37, 75.
[13]  张亚涛; 范立海; 张林; 陈欢林. 化学工程, 2009, 37, 75.
[14]  5 Phan A. ; Doonan C. J. ; Uribe-romo F. J. ; Knobler C. B. ; O'keeffe M. ; Yaghi O. M. Accounts Chem. Res 2010, 43, 58. doi: 10.1021/ar900116g
[15]  6 Hao G. P. ; Jin Z. Y. ; Sun Q. ; Zhang X. Q. ; Zhang J. ; Lu A. H. Energy Environ. Sci 2013, 6, 3740. doi: 10.1039/c3ee41906a
[16]  9 Lu W. ; Sculley J,P. ; Yuan D. ; Krishna R. ; Zhou H. C. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 4057.
[17]  11 Wriedt M. ; Sculley J. P. ; Yakovenko A. A. ; Ma Y. ; Halder G. J. ; Balbuena P. B. ; Zhou H. C. Angew. Chem. Int. Edit 2012, 124, 9942. doi: 10.1002/ange.v124.39
[18]  13 Wang B. ; C？té A, P. ; Furukawa H. ; O'Keeffe M. ; Yaghi O. M. Nature 2008, 453, 207. doi: 10.1038/nature06900
[19]  15 Banerjee R. ; Phan A. ; Wang B. ; Knobler C. ; Furukawa H. ; O'Keeffe Michael. ; Yaghi O. M. Science 2008, 319, 939. doi: 10.1126/science.1152516
[20]  16 Presser V. ; McDonough J. ; Yeon S. H. ; Gogotsi Y. Energy Environ. Sci 2011, 4, 3059. doi: 10.1039/c1ee01176f
[21]  17 Hao G. P. ; Li W. C. ; Qian D. ; Wang G. H. ; Zhang W. P. ; Zhang T. ; Wang A. Q. ; Schüth F. ; Bongard H. J. ; Lu A. H. J. Am. Chem. Soc 2011, 133, 11378. doi: 10.1021/ja203857g
[22]  20 Hudson M. R. ; Queen W. L. ; Mason J. A. ; Fickel D. W. ; Lobo R. F. ; Brown C. M. J. Am. Chem. Soc 2012, 134, 1970. doi: 10.1021/ja210580b
[23]  22 Pham T. D. ; Liu Q. ; Lobo R. F. Langmuir 2013, 29, 832. doi: 10.1021/la304138z
[24]  安晓辉; 刘大欢; 仲崇立. 物理化学学报, 2011, 27, 553. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110319
[25]  29 Hao G. P. ; Li W. C. ; Qian D. ; Lu A. H. Adv. Mater 2010, 22, 853. doi: 10.1002/adma.v22:7
[26]  47 Li B. ; Zhang Z. ; Li Y. ; Yao K. ; Zhu Y. ; Deng Z. ; Yang F. ; Zhou X. ; Li G. ; Wu H. ; Nijem N. ; Chabal J. ; Lai Z. ; Han Y. ; Shi Z. ; Feng S. ; Li J. Angew. Chem. Int. Edit 2012, 51, 1412. doi: 10.1002/anie.201105966
[27]  48 Hu C. ; Li Y. ; Ma X. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 4819. doi: 10.1039/c3ta14684g
[28]  49 Bae Y. S. ; Farha O. K. ; Spokoyny A. M. ; Mirkin C. A. ; Hupp J. T. ; Snurr R. Q. Chem. Commun 2008, 35, 4135.
[29]  50 Cavenati S. ; Grande C. A. ; Rodrigues A. E. J. Chem. Eng. Data 2004, 49, 1095. doi: 10.1021/je0498917
[30]  12 An J. ; Geib S. J. ; Rosi N. L. J. Am. Chem. Soc 2010, 132, 38. doi: 10.1021/ja909169x
[31]  14 Bux H. ; Liang F. ; Li Y. ; Cravillon J. ; Wiebcke M. ; Caro J. J. Am. Chem. Soc 2009, 131, 16000. doi: 10.1021/ja907359t
[32]  18 Xia Y. ; Mokaya R. ; Walker G. S. ; Zhu Y. Adv. Energy Mater 2011, 1, 678. doi: 10.1002/aenm.201100061
[33]  19 Peng X. ; Zhang Q. X. ; Cheng X. ; Cao D. P. Acta Phys. -Chim. Sin 2011, 27, 2065. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110919
[34]  彭璇; 张勤学; 成璇; 曹达鹏. 物理化学学报, 2011, 27, 2065. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110919
[35]  24 An X,H. ; Liu D. H. ; Zhong C. L. Acta Phys. -Chim. Sin 2011, 27, 553. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110319
[36]  25 Hao G. P. ; Li W. C. ; Lu A. H. J. Mater. Chem 2011, 21, 6447. doi: 10.1039/c0jm03564e
[37]  26 Volker P. ; John M. D. ; Sun-Hwa Y. ; Yury G. Energy Environ. Sci 2011, 4, 3059. doi: 10.1039/c1ee01176f
[38]  27 Qian D. ; Lei C. ; Wang E. M. ; Li W. C. ; Lu A. H. ChemSusChem 2014, 7, 291. doi: 10.1002/cssc.v7.1
[39]  30 Zhao Y. F. ; Zhao L. ; Yao K. X. ; Yang Y. ; Zhang Q. ; Han Y. J. Mater. Chem 2012, 22, 19726. doi: 10.1039/c2jm33091a
[40]  31 Liu L. ; Deng Q. F. ; Ma T. Y. ; Lin X. Z. ; Hou X. X. ; Liu Y. P. ; Yuan Z. Y. J. Mater. Chem 2011, 21, 16001. doi: 10.1039/c1jm12887f
[41]  32 Mangun C. L. ; Benak K. R. ; Econimy J. ; Foster K. L. Carbon 2001, 39, 1809. doi: 10.1016/S0008-6223(00)00319-5
[42]  33 Xia Y. ; Mokaya R. ; Walker G. S. ; Zhu Y. Adv. Energy Mater 2011, 1, 678. doi: 10.1002/aenm.201100061
[43]  34 Wang J. C. ; Irena S. ; Martin O. ; Martin R. L. ; Lars B. ; Andreas H. ; Liu Q. ; Stefan K. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 3160. doi: 10.1021/am400059t
[44]  1 limate Change 2007: The Physical Science Basis; Solomon, S.; Qin, D.; Manning, M.; Chen, Z.; Marquis, M.; Averyt, K. B.; Miller, H. L. Ed; Cambridge Press: New York, 2007.
[45]  7 Lu W. ; Sculley J. P. ; Yuan D. ; Krishna R. ; Wei Z. ; Zhou H. C. Angew. Chem. Int. Edit 2012, 51, 480.
[46]  8 Caskey S. R. ; Wong-Foy A. G. ; Matzger A. J. J. Am. Chem. Soc 2008, 130, 10870. doi: 10.1021/ja8036096
[47]  10 Vaidhyanathan R. ; Iremonger S. S. ; Shimizu G. K. ; Boyd P. G. ; Alavi S. ; Woo T. K. Angew. Chem. Int. Edit 2012, 124, 1862. doi: 10.1002/ange.v124.8
[48]  21 Kim J. ; Lin L. C. ; Swisher J. A. ; Haranczyk M. ; Smit B. J. Am. Chem. Soc 2012, 134, 18940. doi: 10.1021/ja309818u
[49]  赵会民; 林丹; 杨刚; 淳远; 须沁华. 物理化学学报, 2012, 28, 985. doi: 10.3866/PKU.WHXB201202071
[50]  35 Hu J. X. ; Zhang J. ; Zou J. F. ; Xiao Q. ; Zhong Y. J. ; Zhu W. D. Acta Phys. -Chim. Sin 2014, 30, 1169. doi: 10.3866/PKU.WHXB201404223
[51]  38 Hao G. P. ; Li W. C. ; Qian D. ; Lu A. H. Adv. Mater 2010, 22, 853. doi: 10.1002/adma.v22:7
[52]  40 Drage T. C. ; Arenillas A. ; Smith K. M. ; Pevida C. ; Piippo S. ; Snape C. E. Fuel 2007, 86, 22. doi: 10.1016/j.fuel.2006.07.003
[53]  41 Sirca S. ; Golden T. C. ; Rao M. B. Carbon 1996, 34, 1. doi: 10.1016/0008-6223(95)00128-X
[54]  42 Sevilla M. ; Fuertes A. B. J. Colloid Interface Sci 2012, 366, 147. doi: 10.1016/j.jcis.2011.09.038
[55]  43 Himeno S. ; Komatsu T. ; Fujita S. J. Chem. Eng. Data 2005, 50, 369. doi: 10.1021/je049786x

Full-Text

Contact Us

service@oalib.com

QQ:3279437679

WhatsApp +8615387084133