Carbon Dioxide Adsorption on Amine-Impregnated Mesoporous SBA-15 Sorbents: Experimental and Kinetics Study
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Notice bibliographique
Résumé
In this work, an experimental and theoretical investigation was conducted on the adsorptive removal of CO 2 onto tetraethylenepentamine (TEPA) functionalized mesoporous SBA-15. The functionalization of SBA-15 silica with TEPA was achieved using a conventional wet impregnation technique. The structural properties of the mesoporous silica sorbents were characterized by nitrogen adsorption/desorption, SAXS, SEM, TEM, and FTIR techniques. The adsorption of CO 2 on the amine-impregnated sorbent was measured by thermogravimetric method over a CO 2 partial pressure range of 10–100 kPa and a temperature range of 30–100 °C under atmospheric pressure. The effects on CO 2 adsorption capacity of temperature, partial pressure of CO 2, amine loading, and moisture were evaluated. All the impregnated SBA-15 sorbents showed reversible CO 2 adsorption behaviors with fast adsorption kinetics. The CO 2 adsorption capacity measured at different temperatures suggests that the optimal adsorption temperature is 75 °C. The CO 2 uptake of the amine-impregnated sorbent increased significantly in the presence of moisture. SBA-15 containing 60 wt % TEPA showed the highest CO 2 adsorption capacity of 5.22 mmol/g in pure and humid CO 2 at 75 °C. Temperature swing adsorption/desorption cycles were also explored using simulated flue gas in both dry and humid conditions, and it was found that CO 2 uptake after ten cycles was within 90% of CO 2 uptake of the first cycle. Different adsorption kinetic models have also been investigated to analyze the experimental data of CO 2 uptake. The model was validated with the experimental results of isothermal adsorption measurements of CO 2 on SBA-15/TEPA. It has been found that Fractional Order kinetic model ( Chem. Eng. J. 2011, 173, 72) is very good over the entire adsorption region of the study with a maximum average absolute deviation between experimental CO 2 uptake and that calculated from the model of about 2.42%.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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