稀土尾礦制備分子篩對CO2氣體的吸附及動力學(xué)

摘要：【目的】分析稀土尾礦的物化特性，制備分子篩，并探尋吸附CO2氣體過程中的動力學(xué)模型。【方法】采用水熱法合成稀土尾礦分子篩，研究CO2氣體吸附性能；采用熱重質(zhì)譜和熱分析動力學(xué)的方法，分別探討分子篩最佳合成條件下的硅元素與鋁的質(zhì)量比、吸附溫度和分子篩表面吸附過程的反應(yīng)模型。【結(jié)果】在硅元素與鋁的質(zhì)量比為1：1.5、溫度為50℃時，合成的分子篩吸附能力最強，對CO2氣體的吸附容量最大，為0.15 mmol/g，原因是合成的分子篩增大原尾礦近百倍的比表面積，形成有利于吸附CO2氣體的介孔結(jié)構(gòu)；并將稀土尾礦帶有的鐵元素活化，融入分子篩骨架中形成吸附CO2氣體的活性中心；分子篩表面CO2氣體動力學(xué)吸附過程與Fractional模型的擬合度最高。【結(jié)論】稀土尾礦活化后制備的分子篩具有一定的吸附CO2氣體能力，吸附CO2氣體動力學(xué)符合Fractional模型。

關(guān)鍵詞：稀土尾礦；分子篩；CO2氣體；吸附動力學(xué)

中圖分類號：TB4；TQ324.8文獻標志碼：A

引用格式：

侯麗敏，李佳明，孫現(xiàn)康，等.稀土尾礦制備分子篩對CO2氣體的吸附及動力學(xué)［J］.中國粉體技術(shù)，2024，30（5）：102-112.

HOU Limin，LI Jiaming，SUN Xiankang，et al.Adsorption and kinetics of CO2 gas by molecular sieves prepared from rare earth tailings［J］.China Powder Science and Technology，2024，30（5）：102?112.

在碳排放交易機制的完善背景下，為了實現(xiàn)碳中和的目標，我國積極籌備全流程碳捕捉產(chǎn)業(yè)集群，急需成本低、可行性高的CO2氣體捕集、封存、利用技術(shù)。

燃燒后對CO2氣體進行吸附和收集是目前最主要的減排手段［1-3］。工程應(yīng)用中主流吸附劑為沸石、金屬有機骨架化合物、硅膠、活性炭等改性復(fù)合材料［4］。沸石分子篩因具有規(guī)則可調(diào)控的孔道結(jié)構(gòu)和可選擇性的吸附效果而被廣泛研究，但是，由于CO2氣體在捕集過程中選擇性和熱穩(wěn)定性能差，且具有較高的生產(chǎn)成本，難以進行普及量產(chǎn)［5］。……