氨基硅烷修饰介孔二氧化硅@石墨烯三明治结构复合材料用于低浓度CO₂吸附的研究

摘要

3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APES)修饰溶胶–凝胶法制备的介孔二氧化硅@石墨烯(mSiO₂ @GNs)三明治结构复合材料。采用N ₂ 气吸–脱附等温线、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)以及差示扫描量热法(DSC)对制备的样品进行了结构和物理性质的表征。本文研究了APES接枝量、吸附温度、水分对吸附剂低浓度CO ₂ 吸附性能的影响以及吸附剂的再生性能。实验结果表明：一个大气压力下，30%APES-mSiO ₂ @GNs在0℃时最大的CO ₂ 吸附量为69.5 mg?g ?1 ，CO ₂ /N ₂ 的吸附选择性高达97.8%。在25℃的吸附温度下，水分存在时，CO ₂ 的吸附量增加了19.6%。在干燥条件下经过20次吸–脱附循环后，30%APES-mSiO ₂ @GNs的CO ₂ 吸附能力仍保持在86.6%，具有较好的循环稳定性。