Adsorbenty impregnované polymery pro přímé zachycování vzduchu

Abdulkadir Bozarslan

Master's thesis

Polymer Impregnated Adsorbents for Direct Air Capture

Abstract:

ABSTRAKT Předložená diplomová práce je zaměřena na přípravu a charakterizaci aminy funkcionalizované pevné adsorbenty pro záchyt CO2, včetně možnosti přímého záchytu z atmosféry. V teoretické části je diskutován vliv CO2 na klimatickou změnu a uveden koncept přímého záchytu CO2 ze vzduchu. Pozornost je věnována obecným principům designu adsorbentů CO2 a jejich přehledu, s důrazem na aminy funkcionalizované pevné adsorbenty a jejich specifickou interakci s CO2. V navazující experimentální části je vybraný komerční substrát na bázi kalcium silikátu funkcionalizován vybranými aminy. Kromě impregnace substrátu rozvětvenými polyethyleniminy o různé molekulové hmotnosti metodou smykových sil generovaných při vysokorychlostním míchání byla připravena série vzorků graftováním vybraných aminosilanů klasickou mokrou cestou. Adsorpce/desorpce CO2 připravených vzorků byla testována metodou termogravimetrie v podmínkách simulujících vysokou koncentraci CO2 (10 %), tak i přímý záchyt ze vzduchu (400 ppm).

Abstract:

ABSTRACT This master thesis deals with preparation, characterization, and evaluation of amine functionalized solid adsorbents for CO2 removal, including direct air capture. The theoretical part discusses the role of CO2 in climate change and introduce the concept of direct air capture. Great attention is paid to adsorbents design rules and principles. Overview of up-to date solid adsorbents is given with emphasis of amine based solid adsorbents, including amine - CO2 interactions. The experimental part focused on functionalization of commercial calcium silicate support material using various amines and techniques. Set of samples was prepared by impregnation support material with branched polyethyleneimines of various molecular weight via high-speed shear mixing, while another set was obtained by aminosilanes grafting following classic wet route. Performance of prepared solid adsorbents for CO2 removal was evaluated by using thermogravimetry in a simulated flue gas atmosphere (10 % CO2) as well as direct air capture simulated conditions (400 ppm CO2).

Keywords

Klíčová slova, záchyt CO2, přímý záchyt ze vzduchu, pevné adsorbenty, polyetyleniminy, impregnace, termogravimetrie.

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Michal Machovský, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Polymer Engineering / Polymer Engineering