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氣體吸附儀與量熱儀聯(lián)用測試CO₂的吸附量和吸附熱

由全球變暖引起的Ji端天氣在全球范圍內發(fā)生得越來越頻繁，已經嚴重危害全球生物多樣性，威脅人類生存。大氣二氧化碳濃度的上升與全球變暖密切相關。找到有效的方法來減少工業(yè)二氧化碳排放對于抗擊全球變暖是必要和有意義的。在眾多的二氧化碳捕獲技術中，基于化學吸收的二次燃燒技術被認為是非常成熟和非常有前途的技術之一。該方法適用于二氧化碳分壓較低的煙氣吸收，具有捕集效率高、易于放大等特點，是一種工業(yè)應用的有效二氧化碳捕集技術。有機胺是應用最為廣泛的二氧化碳吸收劑，其中一乙醇胺(MEA)是一種典型的、被廣泛研究的胺類吸收劑，它與二氧化碳具有很高的反應活性。然而，其有限的二氧化碳捕獲能力和高再生能源消耗限制了其適用性。尋找或設計具有優(yōu)異的CO₂捕集性能的化學吸收劑，以及了解吸收劑的吸附性能和吸附熱對設計和優(yōu)化捕集裝置具有非常重要的意義。

MEA：Monoethanolamine，乙醇胺。采用有機胺類化合物1-乙醇胺(MEA)作吸收劑時， 吸收反應如下：

2HOC₂H₄NH₂+H₂O+CO₂→(HOC₂H₄NH₃)₂CO₃

本案例中，測試分為兩步，首先測試空白基線，然后相同條件再測試CO₂在MEA里面的吸附。由于該條件下CO₂的吸附量較小，即MEA過量，因此計算吸附熱時以CO₂的吸附量作為有效反應物進行計算。

實驗過程：

樣品：30% MEA

樣品質量：2g

樣品池：高壓滲透池(CALVET量熱儀) 溫度條件：40℃(CALVET量熱儀控制) 氣氛：CO2

氣體吸附儀GASPRO測試條件： 動力學，1.8Bar

     儀器：

結果說明

1、從GASPRO的吸附動力曲線可以得到CO₂吸附量為2.892wt%，即0.001314mol；

2、從CALVET圖譜可以得到CO₂吸附熱為(126.41J-13.61J)=112.8J，即85.8KJ/mol CO₂， 與文獻基本一致。

參考文獻：Novel assessment of highly efficient polyamines for post- combustion CO2 capture: Absorption heat, reaction rate, CO2 cyclic capacity, and phase change behavior[J]. Separation and Purification Technology, 2023, 306: 122615.

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