添加纳米颗粒的Sulfinol-M基纳米流体CO?吸收与脱附特性研究

《Scientific Reports》：Enhanced CO2 absorption and reduced regeneration energy in Si-ZIF-8/Sulfinol-M nanofluid: experimental and thermodynamic evaluation with data-driven modeling

　　

摘要

本研究调查了一种由Sulfinol-M（基础溶剂）、γ-Al₂O₃纳米颗粒（0.1 wt. %）、超级活性炭（SAC，0.1 wt. %）以及硅杂甲基咪唑锌盐（Si-ZIF-8，0.02 wt. %）组成的纳米流体的CO₂吸收/脱附特性。实验采用静态法进行，温度T = 313.15、323.15、333.15和393.15 K，压力最高至1.2 MPa。结果显示，三种纳米流体均提高了吸收能力；尤其值得注意的是，Si-ZIF-8纳米颗粒在323.15 K时的平均增强因子约为40%，在333.15 K时约为44%。在393.15 K下进行的脱附研究表明，SAC和γ-Al₂O₃纳米颗粒表现不佳，而Si-ZIF-8纳米颗粒成功将CO₂负载量降低了22%。通过Clausius-Clapeyron方程确定了ΔH_abs值。据此，与基础溶剂相比，在负载量为1 wt.%时，Si-ZIF-8基础纳米流体的CO₂吸收热降低了21%。此外，通过遗传编程进行数据建模，所得平均绝对相对偏差（AARD）为10.8%，均方根误差（RMSE）为0.042，决定系数为R² = 0.979。