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湿法再生CO2空气捕集材料的能耗与性能优化

Energy consumption and performance optimization of moisture swing sorbents for direct air capture of CO2

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湿法再生阴离子交换树脂膜材料,可通过调控湿度驱动CO2的吸附与脱附,材料再生成本极低.该材料需经过高温水热预处理张开孔结构,增强气体扩散速率,能耗较高;此外,利用液态水润湿材料以驱动脱附时,材料的解吸比(脱附量/吸附量)只有～30％.通过系统研究不同预处理水温及时间下膜材料的CO2吸附/脱附性能,发现采用常温水浸泡预处理亦可获得良好的材料微观孔结构以及碳捕集性能,显著降低预处理能耗;更重要的是,基于微观尺度的气体吸附和液体浸润相关理论,实验发现超声雾化所获得的微米级水颗粒,由于更易扩散进入孔隙,可将解吸比从～30％提升到～60％,极大提升了树脂膜材料的再生性能.这些预处理能耗与脱附性能的优化,为大规模空气捕集的工程化实施提供了有利条件.

倪佳、孙雪艳、税子怡、贺飞鸿、惠小敏、朱亮亮、陈曦

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西北大学化工学院,陕西西安710069

中国石化达州天然气净化有限公司,四川达州635000

中国石油化工股份有限公司中原油田分公司石油工程技术研究院,河南濮阳457001

哥伦比亚大学地球工程中心地球与环境工程系,美国纽约NY10027

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二氧化碳 吸附 脱附 空气捕集 离子交换树脂 湿法再生

西安市科技计划项目西安市科技计划项目

2019112713CXSF005SF0152019220914SYS024CG046

2021

10.11949/0438-1157.20200756

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2021.72(3)
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