氮和氧官能团对经过活化改性处理的生物基多孔碳的影响：旨在提升其二氧化碳吸附性能

《Greenhouse Gases: Science and Technology》：Effect of Nitrogen and Oxygen Functional Groups on Bio-Based Porous Carbon Modified Using Activation Modification Treatment to Improve CO2 Adsorption Performance

改性椰壳多孔碳通过低温活化（200°C）和化学活化制备，探究氮氧功能基（尿素、melamine、MEA/MAE）对CO2吸附性能的影响。表征显示微/介孔结构，CS-MAE突破时间27 min，吸附容量1.48 mmol/g，再生性能优异。

　　

摘要

本研究探讨了氮和氧含量对改性椰壳多孔碳表面性质的影响，旨在改善其物理化学性能，从而提高二氧化碳（CO₂）的吸附能力。多孔碳的制备采用低温（200°C）活化改性方法，随后通过化学活化进一步增强其表面性能。在研究中，使用多种含氮官能团（如尿素、三聚氰胺和胺类官能团，包括单乙醇胺[MEA]和2-(甲基氨基)乙醇[MAE]）对多孔碳的表面进行改性。通过多种分析技术（包括Brunauer–Emmett–Teller (BET)表面积测定、表面形貌分析、元素组成分析和拉曼光谱）对改性多孔碳的表面形态变化进行了表征。在低压条件下，通过填充床法测量了改性多孔碳的二氧化碳吸附性能，并比较了不同样品的 breakthrough 时间（即达到稳定吸附状态所需的时间）和二氧化碳吸附容量。孔径分布曲线分析表明，所有改性多孔碳样品中均存在微孔、介孔以及少量大孔。结果表明，与椰壳活性炭（CS）相比，所有改性多孔碳样品的 breakthrough 时间和二氧化碳吸附容量均有显著提升。在所有改性活性炭中，CS-MAE 的 breakthrough 时间最长（27分钟），二氧化碳吸附容量最高（1.48 mmol/g）。此外，多次吸附-解吸循环实验显示CS-MAE具有优异的再生性能。这一发现表明CS-MAE具有作为二氧化碳吸附剂的潜力。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。