摘 要当代社会,随着全球经济的快速发展,化石燃料的使用量也随之迅速增加,大气层中的温室气体的浓度也逐渐提高
而 CO2作为最主要的温室气体,其大量排放引起的全球气候变暖问题已经成为社会关注的焦点,因此 CO2的捕获分离技术愈发受到科学家们的重视
在过去 20 年里,排放到大气层中大部分的CO2是由化石燃料燃烧造成的,而以化石燃料为主要能源的火力发电厂排放出的高温高湿烟道气则成为了全球 CO2长期稳定的排放源
燃烧后烟道气的主要组成成分是 N2,其含量大约为 85%,其中还含有约 15%的 CO2以及少量水蒸气
工业生产中若将烟道气直接排放到大气层中,会迅速造成大气层中 CO2浓度的提高
因此对化石燃料燃烧后产生的烟道气中的 CO2进行捕获分离显得尤为重要,这已经成为了全球 CO2捕获分离的主要研究方向
然而值得注意的是,火力发电厂排放的燃烧后烟道气的温度较高,利用传统工艺吸附其中的 CO2之前必须经过降温处理才能捕获
捕获完成后仍需经过高温脱附才能完成 CO2分离,其能量消耗大大增加,约占火力发电厂产生总能源的 30%
与此同时,传统CO2捕获分离过程还面临着再生过程中吸附剂的分解和设备腐蚀问题
基于此 ,寻找一种能够在高温高湿条件下直接吸附 CO2的优质吸附剂具有重要的理论意义和实用价值
聚(N-丙烯酰基甘氨酰胺)(PNAGA)是温度刺激响应材料的一种
在高临界溶解温度(UCST)上下,温度响应聚合物会发生相变,从均相溶液转变成为非均相溶液
在温度较低(T < UCST)的时候,聚合物呈现收缩的状态,出现两相分离现象;而在温度较高(T > UCST)的时候,聚合物呈伸展的状态,溶液为均相溶液
针对传统吸附剂的不足,利用 PNAGA 的温度响应性能,有望开发出一类具有温度响应性能的高效智能 CO2吸附剂
本文将温度响应聚合物 PNAGA 和活性位点叔胺基结合起来,打破传统吸