DOI: 10.1002/ceat.202000463

先前报道的电纺碳纳米纤维（CNFs）具有良好的CO2吸附能力和出色的CO2/N2选择性。本文分析了不同碳化温度下CO2吸附的另一个实际相关参数——吸附速率。采用拟一级和二级反应的经验模型，定性和定量地讨论了从不同的CO2吸附等温线获得的平衡曲线。总之，吸附速率常数在很大程度上取决于碳纳米管的碳化温度和测量过程中施加的压力。此外，还观察到两种不同的吸附过程，这是由于碳纳米管表面和内部的吸附位点不同。

图1.600℃下碳化样品的CO2吸附等温线（a），时间依赖性平衡数据（b）以及线性（c）和对数刻度（d）定量分析的归一化示意图。（低分辨率等温线，第二点）。

图2.低压和高分辨率（a；“低压”），高压和低分辨率（b；“低分辨率”）的CO2吸附等温线以及先前工作的标准等温线（c；“标准等温线”）。平衡参数和剂量在表S1中。对于每个碳化温度，吸附用实心符号表示，解吸用空心符号表示。

图3.在600至1100℃的各种温度、10mbar的平衡压力下，碳化电纺碳纳米纤维上CO2的绝对（a）和归一化（b）吸附动力学（基于低压等温线）。附加压力的平衡曲线如图S1至S3所示。为便于观察吸附过程中的变化，归一化图的时间轴为对数。

图4.在600至900℃碳化的电纺碳纳米纤维上CO2吸附的PFO（a）和PSO（b）吸附和解吸速率常数。请注意：对于1000和1100℃，PFO和PSO模型无法获得合理的吸附速率常数。此外，由于对机理的假设不同，因此不能直接比较PFO和PSO模型的绝对值。

图5.在600℃（a），700℃（b），800℃（c）和900℃（d）碳化的电纺碳纳米纤维上CO2吸附的PSO吸附速率，取决于平衡压力。在900℃下未显示参考等温线，因为相应的平衡时间（约180s）太短，无法与自动评估所选参数（600s）。匹配。图S11至S13给出了带有PFO吸附速率以及所有解吸速率常数的对应图。与速率常数相对应的R²值以空心圆给出。对应于速率常数的R2值以空心圆表示每个压力。误差线仅显示拟合误差。