- Код статьи
- 10.31857/S0132665122600613-1
- DOI
- 10.31857/S0132665122600613
- Тип публикации
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 49 / Номер выпуска 2
- Страницы
- 171-180
- Аннотация
- Основной причиной глобального потепления является неуклонный рост парниковых газов в атмосфере. Наибольшую долю парниковых газов составляет углекислый газ CO2. Поэтому важной фундаментальной и прикладной задачей является разработка высокоэффективных сорбентов CO2. В статье исследуется сорбция CO2 сорбентами, представляющими собой силикагели на основе поликремниевой кислоты, модифицированные гидроксиэтилкарбаматом. Показано, что для модификации сорбентов оптимальной является концентрация растворов гидроксиэтилкарбаматов, равная 30%. Факт модификации подтвержден наличием гидроксильных, карбонильных и аминогрупп в составе сорбентов. Установлено, что наличие аминогрупп способствовало увеличению сорбции углекислого газа силикагелем в несколько раз. Исследована термостойкость полученных сорбентов. Показано, что наибольшие показатели сорбции составляли 8.8% от массы сорбента при 30°С. После 5 циклов процессов сорбции/десорбции максимальная сорбционная емкость сорбентов снижалась на 10%. При высоких давлениях до 3 атм. сорбция увеличивалась. Сорбенты, модифицированные 30% раствором гидроксиэтилкарбаматов, при 3 атм. сорбировали до 9.96 моль СО2/г. Относительно быстрый рост скорости сорбции при высоких давлениях и относительно медленный рост при низких давлениях доказывают, что процесс соответствует сорбции 2-го типа. Такие сорбционные системы перспективны для применения в различных технологических газовых системах, содержащих CO2.
- Ключевые слова
- силикагель сорбция углекислый газ гидроксиэтилкарбамат термическая стабильность
- Дата публикации
- 16.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 1
Библиография
- 1. Lüthi D., Le Floch M., Bereiter B., Blunier T., Barnola J.M., Siegenthaler U., Raynaud D., Jouzel J., Fischer H., Kawamura K., Stocker Thomas F. High-resolution carbon dioxide concentration record 650.000–800.000 years before present // Nature. 2008. V. 453. № 7193. P. 379–382.
- 2. Climate Change: Atmospheric Carbon Dioxide | NOAA Climate.gov [Electronic resource]. URL: https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-atmospheric-carbon-dioxide (accessed: 27.04.2022).
- 3. Chen S., Jia B., Peng Y., Luo X., Huang Y., Jin B. CO2 Adsorption Behavior of 3-Aminopropyltrimethoxysilane-Functionalized Attapulgite with the Grafting Modification Method // Ind. Eng. Chem. Res. 2021. V. 60. № 47. P. 17150–17161.
- 4. Li Q., Zhang H., Peng F., Wang C., Li H., Xiong L., Guo H., Chen X., Monoethanolamine-Modified Attapulgite-Based Amorphous Silica for the Selective Adsorption of CO2 from Simulated Biogas // Energy and Fuels. 2020. V. 34. № 2. P. 2097–2106.
- 5. Ramezanipour Penchah H., Ghaemi A., Ganadzadeh Gilani H. Benzene-Based Hyper-Cross-Linked Polymer with Enhanced Adsorption Capacity for CO2 Capture // Energy and Fuels. 2019. V. 33. № 12. P. 12578–12586.
- 6. Taheri F.S., Ghaemi A., Maleki A. High Efficiency and Eco-Friendly TEPA-Functionalized Adsorbent with Enhanced Porosity for CO2 Capture // Energy and Fuels. 2019. V. 3., № 11. P. 11 465–11 476.
- 7. Ахметова В.Р., Смирнов О.В. Улавливание и хранение диоксида углерода – проблемы и перспективы // Башкирский химический журн. 2020. Т. 27. № 3. С. 103–115.
- 8. Дабижа О.Н., Дербенева Т.В., Хамова Т.В., Шилова О.А. Механическая активация клиноптилолитов как регулятор их сорбционной активности // Неорган. матер. 2021. Т. 57. № 4. С. 419–428.
- 9. Gulaim A. Seisenbaeva, Lamiaa M.A. Ali, Ani Vardanyan, Magali Gary-Bobo, Tetyana M. Budnyak, Vadim G. Kessler, Jean-Olivier Durand. Mesoporous silica adsorbents modified with amino polycarboxylate ligands – functional characteristics, health and environmental effects // J. Hazard. Mater. 2021. V. 406. P. 124698.
- 10. Sridhar S., Smitha B., Aminabhavi T.M. Separation of carbon dioxide from natural gas mixtures through polymeric membranes – A review // Purif. Rev. 2007. V. 36. № 2. P. 113–174.
- 11. Shukurov D.Kh., Turaev Kh.Kh., Tojiyev P.J., Karimov M.U. Synthesis of Polyaniline Dye Pigment and Its Study in Dye-Sensitive Solar Cells // IJET. 2022. № 70(4). P. 236–244.
- 12. Choi S., Drese J.H., Jones C.W. Adsorbent materials for carbon dioxide capture from large anthropogenic point sources // ChemSusChem. 2009. V. 2. № 9. P. 796–854.
- 13. Pawlesa J., Zukal A., Čejka J. Synthesis and adsorption investigations of zeolites MCM-22 and MCM-49 modified by alkali metal cations // Adsorption. 2007. V. 13. № 3–4. P. 257–265.
- 14. Chue K.T., Kim J.N., Yoo Y.J., Cho S.H., Yang R.T. Comparison of Activated Carbon and Zeolite 13X for CO2 Recovery from Flue Gas by Pressure Swing Adsorption // Ind. Eng. Chem. Res. 1995. V. 34. № 2. P. 591–598.
- 15. Siriwardane R.V., Shen M.S., Fisher E.P., Poston J.A. Adsorption of CO2 on molecular sieves and activated carbon // Energy and Fuels. 2001. V. 15. № 2. P. 279–284.
- 16. Sarker A.I., Aroonwilas A., Veawab A. Equilibrium and Kinetic Behaviour of CO2 Adsorption onto Zeolites, Carbon Molecular Sieve and Activated Carbons // Energy Procedia. 2017. V. 114. P. 2450–2459.
- 17. Barker R. The reversibility of the reaction CaCO3 ⇄ CaO + CO2 // J. Appl. Chem. Biotechnol. 2007. V. 23. № 10. P. 733–742.
- 18. Xia X., Zhang L., Li Z., Yuan X., Ma C., Song Z. Recovery of CaO from CaSO4 via CO reduction decomposition under different atmospheres // J. Environ. Manage. 2022. V. 301. P. 11385.
- 19. Khatri R.A., Chuang Steven S.C., Soong Y., Gray M. Carbon dioxide capture by diamine-grafted SBA-15: A combined fourier transform infrared and mass spectrometry study // Ind. Eng. Chem. Res. 2005. V. 44. № 10. P. 3702–3708.
- 20. Ghaemi A., Mashhadimoslem H., Zohourian Izadpanah P. NiO and MgO/activated carbon as an efficient CO2 adsorbent: characterization, modeling, and optimization // Int. J. Environ. Sci. Technol. 2022. V. 19. № 2. P. 727–746.
- 21. Cucu E., Dalkılıç E., Altundas R., Sadak A.E. Gas sorption and selectivity study of N,N,N′,N′-tetraphenyl-1,4-phenylenediamine based microporous hyper-crosslinked polymers // Microporous Mesoporous Mater. 2022. V. 330. P. 111567.
- 22. Sadraei R., Cucchiara F., Magnacca G., Testa M.L. Surface functionalization of handleable silica-based mesoporous materials for CO2 sequestration: Synthesis, characterization and performance // Surfaces and Interfaces. 2021. V. 27. P. 101542.
- 23. Cherevotan A., Raj J., Peter S.C. An overview of porous silica immobilized amines for direct air CO2 capture // J. Mater. Chem. A. 2021. V. 9. № 48. P. 27271–27303.
- 24. Wang F., Yu L., Li Y., Huang D. CO2 Adsorption Capacity of Organic Alkali Sorbent CPEI from Polyethyleneimine // Adsorpt. Sci. Technol. 2021. V. 2021. P. 1–18.
- 25. Curran G.P., Fink C.E., Gorin E. Carbon dioxide-acceptor (coal) gasification process. Studies of acceptor properties // Adv. Chem. Ser. 1967. V 69. P. 141–65.
- 26. Беляев П.Г., Хисамутдинов Г.Х., Шарыпова С.Г., Коновалова В.П., Кондюков И.З., Валешний С.И., Смирнов С.П., Ильин В.П. Разработка новой технологии получения ксимедона // Химико-фармацевтический журн. 2008. Т. 42. № 4. С. 43–45.
- 27. Справочник химика 21. Химия и химическая технология. Электронный ресурс. https://www.chem21.info/info/173216/
