混合胺功能化SBA15空气碳捕集吸附剂性能研究

《混合胺功能化SBA15空气碳捕集吸附剂性能研究》是一篇关于新型碳捕集材料的研究论文，旨在探索通过功能化处理的SBA-15材料在空气中捕集二氧化碳（CO₂）的应用潜力。该研究结合了纳米多孔材料SBA-15与有机胺类化合物的优势，为实现高效、经济的碳捕集技术提供了新的思路。

SBA-15是一种具有高度有序介孔结构的硅基材料，因其较大的比表面积、均匀的孔径分布以及良好的热稳定性而被广泛应用于催化、吸附和分离等领域。然而，纯SBA-15对CO₂的吸附能力有限，难以满足实际应用中的需求。因此，研究人员尝试通过化学修饰的方法，在SBA-15表面引入功能基团，以增强其对CO₂的吸附性能。

本文采用混合胺功能化策略，即在SBA-15表面同时引入多种类型的胺基官能团，如伯胺、仲胺和叔胺等。这些胺基能够与CO₂发生物理吸附或化学反应，从而提高材料对CO₂的捕集能力。此外，混合胺的引入还可以改善材料的稳定性，并减少在高温或高湿度环境下的性能衰减。

在实验过程中，研究者首先通过溶胶-凝胶法合成了SBA-15材料，随后利用硅烷偶联剂将不同类型的胺基团接枝到SBA-15的表面。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等手段对功能化后的材料进行了表征，验证了胺基的成功引入及其对SBA-15结构的影响。

为了评估混合胺功能化SBA-15材料的CO₂吸附性能，研究者进行了吸附实验，包括静态吸附和动态吸附测试。结果表明，经过功能化的SBA-15材料表现出显著增强的CO₂吸附能力。尤其是在低浓度CO₂环境下，其吸附量远高于未功能化的SBA-15材料。这说明混合胺的功能化策略有效提升了材料对空气中CO₂的捕集效率。

此外，研究还探讨了不同胺基种类及比例对CO₂吸附性能的影响。结果发现，当伯胺、仲胺和叔胺的比例为1:1:1时，材料表现出最佳的吸附性能。这一发现为后续优化功能化策略提供了重要的参考依据。

除了吸附性能，研究还关注了材料的再生性能。通过多次吸附-脱附循环实验，发现混合胺功能化SBA-15材料在多次使用后仍能保持较高的吸附能力，显示出良好的稳定性和可重复使用性。这对于降低碳捕集技术的成本和提高其工业适用性具有重要意义。

综上所述，《混合胺功能化SBA15空气碳捕集吸附剂性能研究》通过对SBA-15材料进行功能化改性，成功提高了其对空气中CO₂的吸附能力。该研究不仅为开发高性能碳捕集材料提供了理论支持，也为推动碳捕集技术的实际应用奠定了基础。随着全球对碳中和目标的重视，此类研究具有广阔的应用前景和重要的现实意义。