Abstract: N-enriched porous carbons

Abstract: N-enriched porous carbons have played an important part in CO2 adsorption application thanks to their abundant porosity, high stability and tailorable surface properties while still suffering from a non-efficient and high-cost synthesis method. Herein, a series of N-doped porous carbons were prepared by a facile one-pot KOH activating strategy from commercial urea formaldehyde resin (UF). The textural properties and nitrogen content of the N-doped carbons were carefully controlled by the activating temperature and KOH/UF mass ratios. As-prepared N-doped carbons show 3D block-shaped morphology, the BET surface area of up to 980 m2/g together with a pore volume of 0.52 cm3/g and N content of 23.51 wt%. The optimal adsorbent (UFK-600-0.2) presents a high CO2 uptake capacity of 4.03 mmol/g at 0 ◦C and 1 bar. Moreover, as-prepared N-doped carbon adsorbents show moderate isosteric heat of adsorption (43–53 kJ/mol), acceptable ideal adsorption solution theory (IAST) selectivity of 35 and outstanding recycling performance. It has been pointed out that while the CO2 uptake was mostly dependent on the textural feature, the N content of carbon also plays a critical role to define the CO2 adsorption performance. The present study delivers favorable N-doped carbon for CO2 uptake and provides a promising strategy for the design and synthesis of the carbon adsorbents.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อ: คาร์บอนที่มีรูพรุนเสริมสมรรถนะด้วย N มีบทบาทสำคัญในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ เนื่องจากมีรูพรุนมาก มีความเสถียรสูง และมีคุณสมบัติพื้นผิวที่ปรับแต่งได้ ในขณะที่ยังคงประสบปัญหาจากวิธีการสังเคราะห์ที่ไม่มีประสิทธิภาพและมีต้นทุนสูง ในที่นี้ ชุดของคาร์บอนที่มีรูพรุนเจือด้วย N ถูกเตรียมโดยกลยุทธ์การกระตุ้น KOH หม้อเดียวที่สะดวกจากเรซินยูเรีย ฟอร์มาลดีไฮด์เชิงพาณิชย์ (UF) คุณสมบัติเนื้อสัมผัสและปริมาณไนโตรเจนของคาร์บอนที่เจือด้วย N ได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวังโดยอุณหภูมิในการกระตุ้นและอัตราส่วนมวล KOH/UF คาร์บอนที่เจือด้วย N ตามที่เตรียมไว้จะแสดงสัณฐานวิทยารูปทรงบล็อก 3 มิติ พื้นที่ผิว BET สูงถึง 980 m2/g โดยมีปริมาตรรูพรุน 0.52 cm3/g และปริมาณ N ที่ 23.51 % โดยน้ำหนัก ตัวดูดซับที่เหมาะสมที่สุด (UFK-600-0.2) มีความสามารถในการดูดซับ CO2 สูงที่ 4.03 มิลลิโมล/กรัม ที่ 0 ◦C และ 1 บาร์ นอกจากนี้ ตัวดูดซับคาร์บอนที่เจือด้วย N ตามที่เตรียมไว้จะแสดงความร้อนไอโซเทอริกปานกลางของการดูดซับ (43–53 กิโลจูล/โมล) ความสามารถในการเลือกทฤษฎีการดูดซับในอุดมคติ (IAST) ที่ยอมรับได้ที่ 35 และประสิทธิภาพการรีไซเคิลที่โดดเด่น มีการชี้ให้เห็นว่าในขณะที่การดูดซึม CO2 ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับลักษณะพื้นผิว แต่ปริมาณ N ของคาร์บอนก็มีบทบาทสำคัญในการกำหนดประสิทธิภาพการดูดซับ CO2 การศึกษาครั้งนี้ให้คาร์บอนที่เจือด้วย N ที่ดีสำหรับการดูดซึม CO2 และให้กลยุทธ์ที่มีแนวโน้มสำหรับการออกแบบและการสังเคราะห์ตัวดูดซับคาร์บอน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อ: คาร์บอนที่อุดมไปด้วยไนโตรเจนมีบทบาทสำคัญในการดูดซับ CO2 เนื่องจากความพรุนที่อุดมไปด้วยความเสถียรสูงและคุณสมบัติพื้นผิวที่ปรับแต่งได้ แต่วิธีการสังเคราะห์ยังคงไม่มีประสิทธิภาพและค่าใช้จ่ายสูง บทความนี้ใช้เรซินยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์เชิงพาณิชย์ (UF) เป็นวัตถุดิบและใช้กลยุทธ์การเปิดใช้งาน KOH หนึ่งหม้อเพื่อเตรียมชุดของคาร์บอนที่มีรูพรุน N เจือปน คุณสมบัติโครงสร้างและปริมาณไนโตรเจนของคาร์บอนเจือปนไนโตรเจนถูกควบคุมอย่างรอบคอบโดยอุณหภูมิการเปิดใช้งานและอัตราส่วนมวล KOH / UF คาร์บอนเจือปน N ที่เตรียมไว้แสดงรูปแบบบล็อก 3 มิติที่มีพื้นที่ผิวของ BET สูงถึง 980m2 / g, ปริมาณรู 0.52cm3 / g, เนื้อหา N คือ 23.51wt% ตัวดูดซับที่ดีที่สุด (UFK-600-0.2) ใน 0 ◦ C และ 1 บาร์ นอกจากนี้ตัวดูดซับคาร์บอนเจือปน N ที่เตรียมไว้ยังแสดงการดูดซับความร้อนปานกลาง (43-53 kJ / mol) โดยมีทฤษฎีการดูดซับในอุดมคติที่ยอมรับได้ (IAST) เลือก 3

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

บทคัดย่อ:คาร์บอนที่มีรูพรุนที่อุดมด้วยไนโตรเจนมีความพรุนสูงเสถียรภาพสูงและคุณสมบัติพื้นผิวที่สามารถควบคุมได้มีบทบาทสําคัญในการประยุกต์ใช้การดูดซับco 2แต่วิธีการสังเคราะห์มีประสิทธิภาพต่ําและมีต้นทุนสูง ในบทความนี้เรซินยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ในตลาดเป็นวัตถุดิบการใช้วิธีการกระตุ้นแบบkohแบบง่ายๆเพื่อเตรียมชุดของไนโตรเจนเจือปนคาร์บอนที่มีรูพรุน สมบัติโครงสร้างและปริมาณไนโตรเจนของคาร์บอนไนโตรเจนถูกควบคุมอย่างรอบคอบโดยอุณหภูมิการกระตุ้นและอัตราส่วนมวลของKOH/UF คาร์บอนไนโตรเจนที่เตรียมไว้แสดงให้เห็นถึงลักษณะทางสัณฐานวิทยาของบล็อก3 dโดยมีพื้นที่ผิวสูงถึง980 m2/ gปริมาตรรูพรุน0.52 cm3/ gและปริมาณไนโตรเจน23.51 wt % ตัวดูดซับที่ดีที่สุด( UFK-600-0.2)แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการดูดซับco 2สูง4.03มิลลิเมตรต่อกรัมที่0°Cและ1คาง นอกจากนี้ตัวดูดซับคาร์บอนไนโตรเจนที่เตรียมไว้ยังแสดงให้เห็นถึงความร้อนในการดูดซับไอโซโทป( 43-53 kj/mol )ความสามารถในการเลือกใช้ทฤษฎีการดูดซับในอุดมคติที่ยอมรับได้( IAST ) 35และประสิทธิภาพการไหลเวียนที่โดดเด่น ชี้ให้เห็นว่าถึงแม้ว่าการดูดซึมco 2จะขึ้นอยู่กับลักษณะโครงสร้างแต่เนื้อหาของคาร์บอนมีบทบาทสําคัญในการกําหนดสมรรถนะการดูดซับco 2 การศึกษานี้เป็นกลยุทธ์ที่มีแนวโน้มสําหรับการออกแบบและการสังเคราะห์ตัวดูดซับคาร์บอน