Epoxy-functionalized polyethyleneimine modified epichlorohydrin-cross-linked cellulose aerogel as adsorbents for carbon dioxide capture

环氧氯丙烷 气凝胶 环氧树脂 纤维素 吸附 傅里叶变换红外光谱 化学 化学工程 材料科学 有机化学 核化学 高分子化学 复合材料 工程类
作者
Xinjie Chen,Jian Lin,Hanwei Wang,Yushan Yang,Chao Wang,Jiayi Zhang,Xiaoping Shen,Yingying Li
出处
期刊:Carbohydrate Polymers [Elsevier]
卷期号:302: 120389-120389 被引量:32
标识
DOI:10.1016/j.carbpol.2022.120389
摘要

Developing affordable and effective carbon dioxide (CO2) capture technology has attracted substantial intense attention due to the continued growth of global CO2 emissions. The low-cost and biodegradable cellulosic materials are developed into CO2 adsorbent recently. Epoxy-functionalized polyethyleneimine modified epichlorohydrin-cross-linked cellulose aerogel (EBPCa) was synthesized from alkaline cellulose solution, epoxy-functionalized polyethyleneimine (EB-PEI), and epichlorohydrin (ECH) through the freezing-thawing processes and freeze-drying. The Fourier transform infrared spectroscopy confirmed that the cellulose aerogel was successfully modified by EB-PEI. The X-ray photoelectron spectroscopy analyses confirmed the presence of N 1s and Cl 2p in EBPCa, meaning that the chlorine of ECH and the amino groups of EB-PEI exist in the cellulose surface. The obtained sample has a rich porous structure with a specific surface area in the range of 97.5-149.5 m2/g. Owing to its uniformly three-dimensional porous structure, the sample present preferable rigidity and carrying capacity, which 1 g of sample could easily carry the weight of a 3000 ml Erlenmeyer flask filled with water (total 4 kg). The sample showed good adsorption performance, with a maximum adsorption capacity of 6.45 mmol/g. This adsorbent has broad prospects in the CO2 capture process.
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