纳米颗粒及分散剂对TETA溶液吸收CO2的影响 论文

本研究旨在探讨纳米颗粒对TETA溶液吸收CO2的影响，并分析分散剂对纳米流体吸收CO2的促进效果。TETA溶液，即三乙醇胺溶液，是一种常用的吸收剂，它能够与CO2发生化学反应从而实现二氧化碳捕集。纳米颗粒由于其巨大的比表面积和独特的物理化学性质，被引入TETA溶液中以提升其对CO2的吸收能力。同时，研究还关注不同种类和浓度的分散剂对纳米流体稳定性及吸收性能的影响。在实验中，使用了两步法配制不同种类、粒径、质量分数的纳米颗粒的纳米流体，并通过超声震荡来分散颗粒。所用的纳米颗粒包括了具有不同粒径和表面电荷性质的材料，这些特性对吸收过程中颗粒的稳定性以及传质性能有直接影响。纳米颗粒质量分数的增加，初期会提升TETA溶液对CO2的吸收能力，但当质量分数继续增加到一定程度时，吸收能力反而会降低。这是因为纳米颗粒表面和量子尺度效应随着颗粒尺寸的增大而减弱，同时颗粒尺寸的增大也会减少相对表面积和所需能量，从而影响传质效率。实验还测试了不同分散剂对纳米流体吸收性能的促进作用。分散剂的主要作用是稳定纳米颗粒在TETA溶液中的分散，防止颗粒的聚集和沉淀。研究发现，不同类型的分散剂（如阳离子型、阴离子型、非离子型等）对纳米流体稳定性的影响存在差异，其中阴离子型分散剂的效果较好。这是因为纳米颗粒表面带正电荷，与阴离子型分散剂形成双电子层，从而更有效地防止颗粒聚集，提升吸收效果。此外，实验还探讨了溶液的浓度以及纳米颗粒固含量对CO2吸收的影响。结果表明，在一定浓度范围内，随着TETA溶液浓度和纳米颗粒固含量的增加，吸收CO2的脱除率增强系数呈现先升高后降低的趋势。这意味着存在一个最佳的浓度和固含量，使得吸收效果达到最佳。研究中还搭建了一个TETA溶液鼓泡吸收试验台，用于测试不同工况下制备的纳米流体对CO2的吸收。通过对比分析，发现在不同的震荡时间、颗粒种类及粒径、分散剂种类等因素下，纳米流体对CO2的吸收速率和脱除率存在显著差异。特别是吸收速率在初始阶段随着超声破碎时间的增加而提升，但若超声破碎时间过长，反而会导致吸收速率减缓。本论文通过研究纳米颗粒和分散剂对TETA溶液吸收CO2的影响，揭示了纳米技术在提升二氧化碳捕集效率方面的潜力。通过调节纳米颗粒的种类、粒径、质量分数以及分散剂的类型和含量，可以优化TETA溶液的性能，从而达到提高CO2吸收效率和稳定性的目的。这项研究对于未来设计更高效的CO2捕集材料和工艺具有重要的理论和应用价值。