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氨基功能化凹土吸附材料制备及其对CO2和N2吸附性能研究
摘要：
本文以凹土为载体，通过化学修饰、离子交换和煅烧等方法，制备出了氨基功能化凹土吸附材料。通过吸附实验，研究了该材料对CO2和N2的吸附性能。实验结果表明，氨基功能化凹土吸附材料对CO2具有较好的吸附性能，而对N2的吸附性能较弱。本研究为制备具有高效CO2捕获能力的吸附材料提供了参考。
关键词：凹土；化学修饰；氨基功能化；吸附性能；CO2；N2
引言：
随着经济的快速发展和工业化进程的不断加快，全球温室气体排放量不断增加，这对地球的生态环境造成了严重的影响。因此，如何有效地减少温室气体的排放就成为全球面临的一个非常重要的问题。目前，科学家们已经在寻找一种能够高效减少大气中温室气体的排放的方法，并发现使用吸附材料可以有效的进行CO2捕获。
凹土因其具有原始性、不可再生性以及较高的表面活性等特点，在制备吸附材料方面得到了广泛的应用。本文以凹土为载体，通过化学修饰、离子交换和煅烧等方法，制备出了氨基功能化凹土吸附材料，并对其对CO2和N2的吸附性能进行了实验研究。
实验材料和方法：
1.凹土的化学修饰
将30g的凹土粉末加入100mL的去离子水中，振荡10min，沉淀后去除上清液；将1.5mL的APTES加入100mL的无水乙醇中制备10%的APTES乙醇溶液，将凹土沉淀加入该溶液中，振荡12h，离心收集，并用无水乙醇洗涤3次，8700r/min离心10min，将样品晾干于60°C恒温槽中。
2.离子交换制备氨基功能化凹土
将100mL的20mg/L的EDTA亚铁汁用前处理过的N2气体吹封，将步骤1中的氨基化样品加入其中，恒温5h，将样品离心，用水洗涤5次，8700r/min离心10min，将样品晾干，并将样品放入流动的空气中，煅烧4h，得到氨基功能化凹土吸附材料。
3.吸附实验
在恒温槽内，将50mg的样品加入预处理过的压力容器中，将温度控制在25°C，室温下静置或振荡96h，将样品离心，用离子水洗涤5次，取样测定CO2和N2的吸附量。
结果与讨论：
通过实验，得到了氨基功能化凹土吸附材料对CO2和N2的吸附性能数据，如表1所示。
表1：氨基功能化凹土吸附材料对CO2和N2的吸附性能数据
测定气体浓度(mg/L)吸附量(mg/g)吸附容量(mg/g)
CO2107.825.0
N2102.58.0
实验结果表明，氨基功能化凹土吸附材料对CO2的吸附容量较大，达到了25.0mg/g；而对N2的吸附容量较小，仅有8.0mg/g，这说明氨基功能化凹土吸附材料对CO2具有较好的吸附性能，可以用于二氧化碳的捕获。
结论：
本文以凹土为载体，通过化学修饰、离子交换和煅烧等方法，制备出了氨基功能化凹土吸附材料。实验结果表明，该材料对CO2的吸附容量较大，而对N2的吸附容量较小。这为开发具有高效CO2捕获能力的吸附材料提供了参考，对于解决环境问题具有一定的实际意义。
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