生物炭“吸附-反应微元”增效新型氨法捕碳过程的功能化交联机制
批准号:
52006047
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
张宇
依托单位:
学科分类:
燃烧学
结题年份:
2023
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张宇
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中文摘要
结合生物炭吸附、氨法吸收捕碳技术各自的发展潜力以及燃煤CO2减排的迫切需求,本项目提出“生物炭增效新型氨法捕碳过程的功能化交联”构想。定向调控生物炭纳孔通道的分级构筑与表面含氧/氮官能团的有序配伍,实现生物炭“吸附-反应微元”内CO2的吸附-富集、扩散-输运及游离NH3的动态固持,探究“生物炭-氨水-乙醇”体系内物质传递与溶析结晶的过程强化机制。利用实验、理论分析和计算模拟方法,解析含氧/氮基团官能化(分子原子尺度)-纳孔孔道分级化(介尺度)-生物炭/溶析结晶(微纳尺度)-吸附/吸收过程耦合(气-液-固三相)等跨尺度多相体系交联特性,探究体系内“分级吸附-高效吸收-溶析结晶-晶体再生/利用”的协同机制。通过对生物炭“吸附-反应微元对氨法捕碳过程的传质增效”和“分级官能化纳孔孔道对碳化液溶析结晶的过程强化”关键科学问题的研究,以实现“提高吸收速率-抑制氨逃逸-降低系统能耗”的氨法捕碳目标。
英文摘要
With the urgent need for CO2 emission reduction from coal combustion, and the development potentials of biochar adsorption and ammonia absorption on carbon capture technology, this project proposes a concept of “functionalized cross-linking of new ammonia-based carbon capture process enhanced by biochar”. Orderly distribution of biochar hierarchical micropore-meso/macropore structure and surface oxygen/nitrogen containing functional groups are regulated directionally. The adsorption-enrichment, diffusion-transportation of CO2 and the dynamic retention of free NH3 in the "adsorption-reaction microunit" of biochar are achieved. Enhancement mechanism of material transfer and dissolution crystallization in "biochar-ammonia-ethanol" system is explored. Through experimental/theoretical analysis and computational simulation, the cross-linking conversion mechanism of the multi-phase and cross-scale structures of oxygen/nitrogen-containing groups (molecular/atomic scale), hierarchical pore structures (mesoscale), biochar-crystallization (micro/nano scale) and adsorption/absorption process coupling (gas-liquid-solid three-phase) are realized. Synergistic mechanism of "staged adsorption, efficient absorption, dissolution crystallization and crystal regeneration/utilization" in the system is explored. By investigating the mechanism of “Efficiency enhancement of biochar adsorption-reaction microunitt on mass transfer of ammonia–based carbon capture” and “Processing strengthen of crystallization of carbonized solution by hierarchical functionalized nanopore channels in biochar”, which are the two critical scientific issues, it provides a foundation for achieving the multiple goals of "increasing absorption rate, inhibiting ammonia escape and reducing system energy consumption" for ammonia-based carbon capture.
期刊论文列表
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专利列表
DOI:10.11918/202202064
发表时间:2023
期刊:哈尔滨工业大学学报
影响因子:--
作者:张宇;张哲成;高建民;李鋆芝;谢敏;杜谦;秦裕琨
通讯作者:秦裕琨
DOI:10.1016/j.ccst.2022.100077
发表时间:2022
期刊:Carbon Capture Science & Technology
影响因子:--
作者:Zhang Yu;Dong Linhan;Feng Dongdong;Dong Heming;Li Yukai;Zhao Zhiqi;Gao Jianmin;Zhao Yijun;Sun Shaozeng
通讯作者:Sun Shaozeng
DOI:10.3390/en15176231
发表时间:2022-08
期刊:Energies
影响因子:3.2
作者:Linhan Dong;D. Feng;Yu Zhang-;Heming Dong;Zhiqi Zhao;Jianmin Gao;Feng Zhang;Yijun Zhao;Shaozeng Sun
通讯作者:Linhan Dong;D. Feng;Yu Zhang-;Heming Dong;Zhiqi Zhao;Jianmin Gao;Feng Zhang;Yijun Zhao;Shaozeng Sun
DOI:10.1016/j.ccst.2021.100002
发表时间:2021-12-01
期刊:CARBON CAPTURE SCIENCE & TECHNOLOGY
影响因子:--
作者:Zhang, Yu;Zhang, Zijun;Qin, Yukun
通讯作者:Qin, Yukun
DOI:10.1016/j.fuproc.2022.107511
发表时间:2022-12
期刊:Fuel Processing Technology
影响因子:7.5
作者:Shizhang Wang;Linhan Dong;D. Feng;Yu Zhang-;Zijun Zhang;Dawei Guo;Wei Zhang;Kan Wu;Yijun Zhao;Shaozeng Sun
通讯作者:Shizhang Wang;Linhan Dong;D. Feng;Yu Zhang-;Zijun Zhang;Dawei Guo;Wei Zhang;Kan Wu;Yijun Zhao;Shaozeng Sun
新型氨法捕碳产物选择性还原强化机制及调控策略
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:张宇
- 依托单位:
中小学校空间范式转换及建筑生成设计研究
- 批准号:52378013
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:张宇
- 依托单位:
Ti/TiAl双金属电子束增材制造及其界面组织调控研究
- 批准号:--
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:30万元
- 批准年份:2022
- 负责人:张宇
- 依托单位:
面向智能客服的问题语义分析相关技术研究
- 批准号:61976068
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:57.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:张宇
- 依托单位:
基于安全促进的中小学校园环境 "友好空间" 模式与设计研究
- 批准号:51708148
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:张宇
- 依托单位:
面向交互式问答的问题理解及问题推荐技术研究
- 批准号:61472105
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:张宇
- 依托单位:
面向ICN的可扩展命名数据路由机理研究
- 批准号:61202457
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:张宇
- 依托单位:
Haken流形的判定及virtually Haken猜想
- 批准号:11101103
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:张宇
- 依托单位:
特定域个性化交互式问答技术研究
- 批准号:61073129
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:31.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:张宇
- 依托单位:
中文短语及简单句的复述技术研究
- 批准号:60503072
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:21.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:张宇
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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