Журнал прикладной химии. 2023. Т. 96. Вып. 3

УДК 544.723:66.074.332:547.233

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ КОМПОЗИТНЫЕ СОРБЕНТЫ CO₂

НА ОСНОВЕ АМИНОСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ (обзор)

¹ Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН,

630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, д. 5

² Новосибирский государственный университет,

630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, д. 1

* E-mail: kdv@catalysis.ru

Поступила в Редакцию 2 июня 2023 г.

После доработки 27 августа 2023 г.

Принята к публикации 15 сентября 2023 г.

Использование технологий, основанных на сжигании ископаемого углеродсодержащего топлива,

обусловливает поступление в атмосферу большого количества CO₂, являющегося одним из основных

парниковых газов. В целях снижения уровня CO₂ в атмосфере разрабатываются системы для его

сорбционного улавливания из различных газовых источников. Наибольший интерес представляют

сорбционные системы, позволяющие проводить процессы сорбции и десорбции CO₂ в области низких

температур (25-200ºС). Чаще всего такие системы представляют собой композитные материалы,

состоящие из пористого носителя и диспергированного на нем хемосорбента CO₂. Среди органических

хемосорбентов наиболее перспективными являются низколетучие аминосодержащие соединения. Рас-

смотрена классификация аминосодержащих композитных сорбентов по методу их приготовления:

пропиткой, ковалентной прививкой, in situ полимеризацией на поверхности носителя. Метод пропитки

отличается простотой и низкой себестоимостью реализации. Сорбционные характеристики ма-

териалов, полученных методом пропитки, зависят от эффективности диспергирования активного

компонента, определяющейся характеристиками пористой структуры носителя, в частности спо-

собностью последней к химическому или электростатическому взаимодействию с нанесенным амино-

содержащим соединением. Метод ковалентной прививки основан на закреплении алкоксиаминосиланов

на поверхности кремнеземных пористых материалов. Для реализации этого метода используются

носители с высоким содержанием силанольных групп на поверхности и с размером пор, достаточным

для обеспечения эффективного транспорта молекул CO₂ к аминогруппам. Основным недостатком

метода прививки является малая толщина получаемых слоев аминосодержащего компонента. In situ

полимеризация используется для получения материалов с высоким содержанием привитых функцио-

нальных групп. При соблюдении условий, позволяющих исключить блокировку пор носителя, материалы

этого типа демонстрируют самую высокую сорбционную емкость по CO₂.

Ключевые слова: улавливание CO₂; сорбция; адсорбция; адсорбент; хемосорбент; аминосодержащее

соединение; композитный материал; синтез

DOI: 10.31857/S0044461823030015; EDN: PCCDWQ

Введение

связано с тем, что антропогенные выбросы CO₂ могут

серьезно повлиять на экологическую обстановку в

В последние годы все больше внимания уделяется

мире, так как CO₂ является одним из основных пар-

тематике поглощения и преобразования CO₂. Это никовых газов. Мировые выбросы CO₂ в атмосферу

226

Низкотемпературные композитные сорбенты CO₂ на основе аминосодержащих соединений (обзор)

227

в 2020 году составили 37.9 Гт.* Большую часть этих

среднесменно и 27 000 мг·м^-3 как максимальное ра-

выбросов составляет CO₂, получаемый при сжигании

зовое повышение концентрации.***

углеводородного топлива, причем, по прогнозам, ко-

CO₂, выделенный из газового источника, может

личество такого CO₂ будет неуклонно увеличиваться,

использоваться как сырье и растворитель в различных

поскольку растет потребление углеродсодержащего

отраслях промышленности [5-8], в качестве хлад-

топлива [1]. Необходимость решения проблемы из-

агента в системах охлаждения [9], а также в сельском

быточных выбросов CO₂ в атмосферу признана всем

хозяйстве для углекислотной подкормки тепличных

мировым сообществом, и, в частности, в Российской

растений [10, 11]. Кроме того, в последнее время ак-

Федерации стратегия по декарбонизации экономики

тивно развиваются методы каталитической конверсии

закреплена на законодательном уровне.**

CO₂ в ценные химические продукты [12-16].

С целью снижения содержания CO₂ в атмосфере

Сорбционные методы улавливания СО₂ можно

разрабатываются системы для его сорбции из различ-

разделить на два основных вида: адсорбционные и

ных газовых источников, таких как биогаз, дымовые

абсорбционные. Адсорбция — это процесс самопро-

газы и атмосферный воздух [1]. Все источники харак-

извольного концентрирования молекул компонента

теризуются разным содержанием CO₂, что оказывает

газовой смеси на границе раздела фаз твердого ма-

существенное влияние на динамику сорбции (как пра-

териала с развитой внутренней поверхностью (ад-

вило, чем выше концентрация CO₂, тем быстрее идет

сорбента) и газа; абсорбция — концентрирование

процесс). Таким образом, процессы обработки раз-

молекул вещества в объеме материала-поглотите-

личных газовых смесей будут различаться в зависи-

ля (абсорбента). Адсорбенты и абсорбенты по силе

мости от содержания в последних CO₂. Установлено,

связывания CO₂ на поверхности делятся на физи-

что биогаз содержит 25-45 об% CO₂ [2], дымовые

ческие (слабое связывание) и химические (сильное

газы — 3-20 об% CO₂ [3], атмосферный воздух —

связывание). Особенности химических абсорбентов

около 0.04 об% [4]. Таким образом, процесс сорбции

(хемосорбентов) CO₂ состоят в том, что эти матери-

CO₂ из воздуха протекает медленнее, чем из других

алы позволяют проводить процесс улавливания при

газовых источников. Тем не менее интерес к сорб-

низких парциальных давлениях CO₂, сорбируя его в

ционным системам для улавливания CO₂ из воздуха

том числе из воздуха [17].

сохраняется, поскольку для ряда практических задач

Выбор материала для улавливания CO₂ во многом

требуется размещение сорбционного оборудования

зависит от температуры, при которой предполагается

в местах, удаленных от точечных источников CO₂,

проводить процесс сорбции CO₂, а также от условий

таких как промышленные предприятия, теплоэлек-

регенерации материала [17, 18]. По температуре сорб-

тростанции или биогазовые установки. Отметим, что

ции химические поглотители CO₂ можно условно

эффективное удаление СО₂ из воздуха необходимо не

разделить на низко-, средне- и высокотемпературные

только для решения задачи снижения выбросов CO₂

[17] (табл. 1).

в атмосферу, но и для создания условий нормальной

При извлечении СО₂ из горячих дымовых газов,

жизнедеятельности людей в условиях длительного

например выходящих их газовых турбин электро-

нахождения в замкнутом пространстве (убежище,

генераторов, рассматривается возможность приме-

подводная лодка, космический аппарат, шахта, тон-

нения среднетемпературных сорбентов на основе

нель), так как накопление CO₂ в воздухе опасно для

MgO [26-29]. Материалы на основе CaO [30-32]

здоровья человека: ПДК CO₂ составляет 9000 мг·м^-3

или других высокотемпературных хемосорбентов

[29] используют в качестве сорбента для высокотем-

пературных процессов, в частности, в технологиях

* Crippa M., Guizzardi D., Banja M., Solazzo E.,

улавливания CO₂ «до сжигания». Примером такой

Muntean M., Schaaf E., Pagani F., Monforti-Ferrario F.,

технологии является паровой риформинг метана,

Olivier J. G. J., Quadrelli R., Risquez Martin A., Taghavi-

использующийся для получения H₂ [30]. Но в боль-

Moharamli P., Grassi G., Rossi S., Oom D., Branco A.,

шинстве задач, конечно, необходимо адсорбировать

San-Miguel J., Vignati E. Fossil CO₂ emissions of all world

countries-2022 Report, EUR 31182 EN. Publications Office

СО₂ при низких температурах, близких к температуре

of the European Union. Luxembourg, 2022.

окружающей среды [3, 17-25]. При этом чем ниже

https://doi.org/10.2760/07904

будет температура регенерации низкотемпературного

** Указ Президента РФ от 04.11.2020 № 666 «О со-

кращении выбросов парниковых газов»; Распоряжение

Правительства РФ от 29.10.2021 № 3052-р об утверждении

*** Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.2100-06.

Стратегии социально-экономического развития РФ с низ-

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных

ким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 г.

веществ в воздухе рабочей зоны.

228

Шешковас А. Ж. и др.

Таблица 1

Основные типы регенерируемых хемосорбентов СО₂

Температура

Литературный

Тип сорбента СО₂

Активный компонент

сорбции, °С

десорбции, °С

источник

Низкотемпературные

25-60

80-200

Амины (в том числе аминосодержащие поли-

[17-23]

меры и ионные жидкости)

K₂CO₃

[17, 24, 25]

Среднетемпературные

200-350

300-600

MgO

[26-29]

Высокотемпературные

600-800

800-950

CaO

[30-32]

сорбента, тем выше будет рентабельность промыш-

нат-бикарбонатной технологии. Однако процессы

ленного процесса.

абсорбции CO₂ водными растворами аминов имеют

Среди неорганических низкотемпературных хе-

существенные недостатки, к которым относятся: кор-

мосорбентов CO₂ чаще всего применяют K₂CO₃,

розионная активность аминов, их высокая летучесть

который в присутствии H₂O и CO₂ превращается в

и нестабильность в кислородсодержащей среде из-за

KHCO₃ [17, 24, 25]; другими сорбентами такого типа

окислительных процессов [46, 47].

являются Na₂CO₃, ZnO [33]. Карбонат-бикарбонатная

Для решения проблемы с уносом летучего ами-

технология на основе K₂CO₃ или Na₂CO₃ позволяет

на при использовании традиционных водно-ами-

извлекать СО₂ из влажных газовых смесей с большим

новых растворов предлагается использовать неле-

содержанием кислорода, поскольку активный компо-

тучие аминосодержащие хемосорбенты, имеющие

нент не подвержен окислению. Твердые карбонаты

структуру полимера или расплава органической

не используют в чистом виде из-за кинетических

соли (ионной жидкости), для которых характерны

затруднений, возникающих при протекании топохи-

низкие температуры регенерации после взаимодей-

мической реакции [33, 34]. На практике нашли при-

ствия с CO₂ (около 100°С) [19, 20]. Однако боль-

менение композитные сорбенты, в составе которых

шинство таких материалов имеет очень высокую

K₂CO₃ нанесен на химически инертный носитель

вязкость [48, 49], что может значительно снижать

α-Al₂O₃ [35, 36]. Такой материал успешно исполь-

скорость сорбции CO₂ вследствие диффузионных

зуется в Республике Корея для улавливания CO₂ из

затруднений. Для ускорения процесса сорбции CO₂

дымовых газов угольной теплоэлектростанции города

обычно предлагается либо растворять такие амино-

Хадонг [37-39]. Основным недостатком сорбентов на

содержащие соединения в менее вязких, но неле-

основе K₂CO₃ по сравнению с другими низкотемпе-

тучих растворителях [49, 50], либо наносить их на

ратурными поглотителями CO₂ является достаточно

пористые матрицы для диспергирования активного

высокое энергопотребление при эксплуатации (в ос-

компонента [17-23]. Материалы, полученные вто-

новном затраты тепловой энергии на регенерацию

рым путем, можно назвать композитными сорбента-

материала: нагрев и термодесорбцию CO₂). Так, в

ми CO₂.

работе [40] было показано, что энергозатраты на ре-

В настоящее время проведено большое количество

генерацию материала K₂CO₃/α-Al₂O₃ составляют

исследований, направленных на получение и изуче-

4.4 ГДж·т^-1(CO₂).

ние сорбционных свойств композитных материалов

Более выгодны с точки зрения энергозатрат низ-

на основе пористого носителя и аминосодержащего

котемпературные сорбционные системы на основе

хемосорбента CO₂. Материалы этого типа представ-

аминов и более сложных органических соединений,

ляют большой интерес для использования в процес-

содержащих в своем составе аминогруппы. Для при-

сах улавливания CO₂ из-за возможности сочетания

менения в промышленных установках обычно ис-

высокой сорбционной емкости, низких энергозатрат

пользуют такие органические хемосорбенты CO₂,

на регенерацию и высокой стабильности материалов

как моноэтаноламин, диэтаноламин и метилдиэта-

в циклических сорбционных процессах.

ноламин [41-43]. В целом в настоящее время энер-

Цель работы — анализ существующих подходов

гозатраты на извлечение СО₂ из дымовых газов те-

к приготовлению аминосодержащих композитных

плоэлектростанций (без учета их очистки от сажи и

материалов и свойств полученных материалов в про-

кислых газов) удалось понизить до 2.0-2.3 ГДж·т^-1

цессах сорбции CO₂ и последующей термической

(CO₂) [44, 45], что значительно ниже, чем в карбо-

регенерации.

Низкотемпературные композитные сорбенты CO₂ на основе аминосодержащих соединений (обзор)

229

Взаимодействие аминосодержащих

Методы приготовления аминосодержащих

хемосорбентов и CO₂

композитных сорбентов

Композитные сорбенты CO₂ на основе аминосо-

Аминосодержащие композитные сорбенты класси-

держащих органических соединений в последнее

фицируются по методу их приготовления [18, 56-58].

время рассматриваются для использования в раз-

Первый тип — сорбенты, полученные методом про-

личных практических приложениях (см., например,

питки носителя раствором аминосодержащего компо-

[17-19, 51]). В частности, отметим, что такие ком-

нента; второй тип — сорбенты, полученные методом

позитные сорбенты были предложены к примене-

ковалентного связывания функциональных групп

нию на Международной космической станции для

носителя и аминосодержащего компонента (методом

очистки воздуха [51]. Их преимущество заключается

ковалентной прививки); третий тип — сорбенты,

в том, что поглощение CO₂ происходит посредством

полученные методом полимеризации аминосодержа-

химического взаимодействия аминогруппы актив-

щего компонента непосредственно на поверхности

ного компонента и CO₂, при этом реакция являет-

носителя (рис. 1).

ся экзотермической и обычно не имеет энергетиче-

ского барьера, что позволяет проводить процесс в

Аминосодержащие композитные сорбенты CO₂,

стандартных условиях и при невысоких концентра-

получаемые методом пропитки

циях CO₂.

В безводной среде химическое взаимодействие

В качестве растворителя аминосодержащего ак-

CO₂-амин требует наличия одной молекулы CO₂

тивного компонента на практике чаще всего исполь-

и двух первичных или вторичных аминогрупп для

зуют летучие полярные органические вещества типа

получения замещенного карбамата аммония (I) [52,

алифатических спиртов, ацетона и т. п. При этом

53]. Максимальное количество CO₂, которое может

применяют метод пропитки с упариванием раство-

связать амин, определяется стехиометрическим со-

ра [59]: к пористому носителю добавляют неболь-

отношением 0.5 моль CO₂ на 1 моль N.

шой избыток рабочего раствора (больше общего

объема пор), который затем упаривается на стадии

CO₂ + 2R₁R₂NH R₁R₂NH₂₊ +

сушки материала. Наилучшие характеристики среди

(I)

+ R₁R₂NCOO^-.

аминосодержаших органических соединений (низ-

кую летучесть и высокую удельную сорбционную

Механизм, предложенный P. V. Danckwerts [53],

емкость по CO₂) имеет разветвленный полиэтилен-

предполагает протекание реакции (I) в две стадии с

имин.

промежуточным образованием цвиттер-иона. В свою

Часто для метода пропитки аминосодержащими

очередь J. E. Crooks и J. P. Donnellan оспорили это

растворами используют кремнийоксидные пористые

утверждение и предложили одностадийный меха-

носители из-за их узкого распределения мезопор, кис-

низм, в основе которого лежит реакция третьего по-

лотности поверхности и большого объема пор. Так,

рядка между двумя молекулами амина и одной моле-

например, аминофункционализированные кремний-

кулой CO₂ [54].

оксидные материалы могут содержать до 50-75 мас%

В присутствии H₂O реакция между амином и CO₂

полиэтиленимина внутри порового пространства

происходит немного иначе: в зависимости от кис-

носителя [56].

лотности среды образуется карбонат или бикарбонат

Впервые такие композитные материалы были про-

замещенного аммония (II). При этом идет взаимодей-

демонстрированы в работе [60]. Материал, получен-

ствие CO₂ с третичными аминами, что в отсутствие

ный в результате пропитки силикатного носителя

H₂O или спиртов невозможно [55]. В итоге стано-

MCM-41 раствором полиэтиленимина, имел сорб-

вится возможной сорбция CO₂ в соотношении 1:1 по

ционную емкость по CO₂ 110-133 мг(CO₂)·г^-1(ад-

отношению к N, что вдвое больше, чем в безводных

сорбента) в зависимости от массового содержания

условиях.

полиэтиленимина. Также было показано, что для ре-

генерации материала после сорбции CO₂ достаточно

нагреть его до 75°С.

CO₂ + R₁R₂NH + H₂O

Типичная методика приготовления композитного

сорбента путем нанесения полиэтиленимина на крем-

(II)

нийоксидный носитель описана в [61]: спиртовой

+ H⁺.

раствор полиэтиленимина смешивают с прокаленным

230

Шешковас А. Ж. и др.

Рис. 1. Схематичное изображение композитных аминосодержащих материалов, получаемых различными методами

синтеза [18].*

мезопористым кремнийоксидным носителем, затем

пористой структурой, что должно улучшить эффек-

полученную суспензию непрерывно перемешивают

тивность сорбции следующим образом: мезопоры

и создают слабый вакуум, способствующий перено-

будут участвовать в диспергировании и закреплении

су частиц амина во внутреннюю часть. После этого

активного компонента, в то время как макропоры обе-

материал сушат при температуре, необходимой для

спечат легкий транспорт газов к активным центрам

полного удаления растворителя.

хемосорбции, что увеличит проницаемость и снизит

W. J. Son и др. [62] установили, что емкость для

перепад давления. На SiO₂ с бимодальной структу-

композитов на основе полиэтиленимина будет па-

рой пор при массовом содержании полиэтиленимина

дать в следующем ряду силикатных носителей:

65 мас% авторы получили значения сорбции около

KIT-6 > SBA-15 ≈ SBA-16 > MCM-48 > MCM-41, что

210 мг(CO₂)·г^-1(сорбента), что приближается к тео-

авторы связывают с уменьшением среднего размера

ретически возможным значениям для данного актив-

пор носителя в этом ряду от 6.0 до 2.8 нм. Кроме того,

ного компонента. В работе [64] приведены оценки

размер пор считается наиболее важным фактором в

энергопотребления на стадии регенерации сорбента

отношении управления кинетикой сорбции CO₂ при

полиэтиленимин/SiO₂: 2.3-3.5 ГДж·т^-1(CO₂) в зависи-

условии, что весь активный компонент размещен

мости от способа регенерации материала; оценочная

внутри пор.

стоимость процесса улавливания CO₂ при этом

Интересным решением выглядит пропитка носите-

составила 48.1-75.2 $ на 1 т CO₂, что сравнимо со

лей с иерархической структурой пор (см., например,

стоимостью высокоразвитой технологии улавливания

[63]). В работе используется носитель с мезо-макро-

CO₂ водно-аминовым раствором (62.8 $ на 1 т CO₂).

Интересное решение для синтеза композитных

сорбентов на основе тетраэтиленпентамина при-

* ®American Chemical Society, 2016. Лицензия ACS

AuthorChoice Lycence.

ведено в работах [65, 66]. Стандартно носители с

Низкотемпературные композитные сорбенты CO₂ на основе аминосодержащих соединений (обзор)

231

регулярной пористой структурой типа МСМ-41 и

Взаимодействие аминосодержащих

SBA-15 готовят следующим образом: на стадии

хемосорбентов CO₂ и поверхности носителя

синтеза в суспензию добавляют поверхностно-ак-

тивное вещество, которое на стадии прокаливания

Иногда можно встретить критику приготовления

выжигается или удаляется иным способом. Однако

композитных сорбентов методом пропитки из-за не-

вместо выжигания поверхностно-активного веще-

способности активного компонента взаимодейство-

ства авторы сразу пропитали носитель раствором

вать с поверхностью [68]. В таких случаях говорят,

тетраэтиленпентамина. Для синтеза приведенных

что жидкий активный компонент может легко вымы-

носителей используют следующие поверхностно-ак-

ваться или выпариваться из носителя, что приводит

тивные вещества: цетилтриметиламмония бромид

к деградации материала. Для получения методом

для МСМ-41 и Pluronic P123 для SBA-15. В случае

пропитки стабильного композитного сорбента CO₂

МСМ-41 цетилтриметиламмония бромид дисперги-

следует использовать носители, поверхность которых

рован в каналах, подобно спицам в колесе [66, 67].

взаимодействует с нанесенным аминосодержащим

После нанесения на непрокаленный МСМ-41 ами-

хемосорбентом.

носодержащий компонент распределяется внутри

Например, в работе [69] был проведен синтез

мицелл поверхностно-активного вещества, образу-

материала полиэтиленимин/наночастицы Al₂O₃.

ющих сетку в мезопорах носителя. Этот подход спо-

Данный носитель был выбран по причине большей

собствует диспергированию и стабилизации молекул

гидротермальной стабильности в сравнении с си-

тетраэтиленпентамина. Полученный таким образом

ликагелем. Al₂O₃, использовавшийся в работе, явля-

материал проявлял высокую сорбционную емкость:

ется амфотерным оксидом, содержащим кислотные

200 мг(СО₂)·г^-1(сорбента) при 5%-ном содержании

центры Льюиса, которые взаимодействуют с ами-

CO₂ в газовом потоке и 210 мг(СО₂)·г^-1 — в потоке

ногруппами полиэтиленимина (рис. 2). Связь Al—O

чистого СО₂. Однако уже на шестом цикле сорбци-

диссоциирует с образованием кислотного центра

онных экспериментов материал показал снижение

(Al⁺) и основного центра (O^-). При пропитке рас-

сорбционной емкости на 8.5%, что свидетельствует

твором полиэтиленимина первичная или вторичная

о высокой степени деградации материала. Впрочем,

аминогруппа теряет один протон и взаимодействует

недостаточно высокая стабильность в сорбционных

с кислотным центром, в то время как сам протон при-

циклах в целом характерна для композитных сорбен-

соединяется к основному центру. Вследствие такого

тов на основе тетраэтиленпентамина из-за достаточно

взаимодействия улучшается термическая стабиль-

высокой летучести активного компонента [65].

ность композита из-за образования дополнительных

Рис. 2. Взаимодействие аминогрупп полиэтиленимина и поверхности носителя Al₂O₃ [69].*

* ®American Chemical Society, 2021. Разрешение на публикацию получено 13.06.2023.

232

Шешковас А. Ж. и др.

связей между аминогруппами полиэтилениминa и

ногруппой и группами Si—OH). Во втором случае

носителем. Сорбционная емкость такого материала

ионная пара находится в такой ориентации, что за-

с массовым содержанием полиэтилениминa 55 мас%

нимает практически максимум возможной площади

составила 133.6 мг(CO₂)·г^-1(сорбента).

на носителе, что уменьшает количество ионов в мо-

Согласно работам [60, 70], для материалов на ос-

нослое на единицу площади поверхности носителя

нове силикагеля и силикатных носителей характерны

по сравнению с первым случаем, когда ионная пара

следующие реакции взаимодействия аминогрупп с

занимает заметно меньшую площадь на поверхности

поверхностными силанольными группами:

носителя (рис. 3). По мнению авторов работы [71],

именно более выгодная ориентация ионных пар ион-

Si—OH + RNH₂ Si—O^-N⁺H₃R,

(III)

ной жидкости позволяет обеспечить более высокую

при использовании в

эффективность сорбции CO₂

Si—OH + R₂NH Si—O^-N⁺H₂R₂ .

(IV)

качестве носителя материала с положительно заря-

женной поверхностью (Al₂O₃).

В результате такого взаимодействия аминогруппы,

связывающиеся с поверхностью, дезактивируются,

Аминосодержащие композитные сорбенты CO₂,

образуя соли аммония, и не могут участвовать в сорб-

получаемые методом прививки

ции СО₂, однако благодаря этому взаимодействию

молекулы хемосорбента лучше удерживаются на по-

Метод прививки основан на химической реакции

верхности.

между концевыми функциональными группами по-

Аминосодержащие ионные жидкости способны

лимеров и комплементарными реакционноспособ-

взаимодействовать с поверхностью носителя по-

ными группами на поверхности носителя (подлож-

средством не только химического, но и кулоновского

ки). Реакционноспособные полимеры могут быть

взаимодействия. Например, в работе [71] использо-

синтезированы с помощью методов радикальной,

вали ионную жидкость [P4444][AP], где [P4444] —

анионной и других технологий полимеризации и со-

тетрабутилфосфоний, [AP] — 3-аминопиразолат

полимеризации. Для прививки можно использовать

(структурная формула ионной жидкости приведена

четко определенные полимеры с узким молекуляр-

на рис. 3). Данным соединением были пропитаны ме-

но-массовым распределением, что приводит к полу-

зопористые носители МСМ-41 и Al₂O₃. Поверхность

чению на поверхности носителя полимерных «ще-

частиц мезопористого Al₂O₃ имеет положительный

ток», состоящих из «ворсинок» одинаковой длины.

ζ-потенциал, поэтому анион ионной жидкости при-

Однако существенным недостатком этой методики

тягивается к поверхности, а катион отталкивается от

является малая максимальная толщина получаемых

поверхности Al₂O₃ (рис. 3). В случае пропитки этой

слоев. По сути прививка является самоограничива-

же ионной жидкостью носителя МСМ-41 (рис. 3) к

ющимся процессом, потому что прививаемые поли-

отрицательно заряженным силанольным группам

мерные цепи должны сначала диффундировать через

притягиваются как катион, так и положительно за-

существующую полимерную пленку, чтобы достичь

ряженная аминогруппа аниона ионной жидкости

реакционных участков на поверхности. Этот барьер

(при этом образуются водородные связи между ами-

исключенного объема становится более выраженным

Рис. 3. Схема кулоновского взаимодействия ионной жидкости и поверхности носителей MCM-41 и Al₂O₃ [71].*

* ®American Chemical Society, 2014. Разрешение на публикацию получено 13.06.2023.

Низкотемпературные композитные сорбенты CO₂ на основе аминосодержащих соединений (обзор)

233

по мере увеличения толщины связанного полимер-

Взаимодействие между носителем и алкокси-

ного слоя. Закрепление полимера может быть вы-

аминосиланом описывается как конденсация ги-

полнено либо из раствора, либо из расплава. Однако

дроксильных групп с образованием органических

закрепление из расплава обычно приводит к более

остатков, связанных с поверхностью, и включает

высокой плотности прививки из-за экранирования ис-

реакцию одной, двух или трех гидроксильных групп

ключенных объемных взаимодействий [72]. Другими

поверхности с одной молекулой алкоксиаминосилана

вариантами минимизации исключенных объемных

(V). Следовательно, природа связанных частиц будет

взаимодействий и получения тем самым более тол-

зависеть от количества и распределения гидроксиль-

стых (10-30 нм) привитых слоев является проведение

ных групп на поверхности силикагеля. Образование

прививки из θ-растворителя [73] или из концентриро-

новых силанольных групп на поверхности силикаге-

ванного раствора полимера [74].

ля авторы [76] подтверждали при помощи методов

Способ прививки аминосодержащих соединений

ИК- и ЯМР-спектроскопии. Полученный аминопро-

был запатентован в 1992 г. [75], результаты исследо-

пиловый гель представлял собой твердое вещество

вания полученного материала были опубликованы

с площадью поверхности 200 м²·г^-1, общим объе-

в 1995 г. [76]. Для синтеза композитного материала

мом пор 0.7 см³·г^-1 и средним диаметром пор 11 нм.

использовали силикагель марки Davison grade 62 и

Согласно представлениям авторов работы [76], на

3-аминопропилтриэтоксисилан. Реакцию проводи-

1 нм² поверхности аминопропилового геля чаще все-

ли в условиях кипячения осушенного силикагеля и

го закреплялись две привитые молекулы алкоксиа-

алкоксиаминосилана в растворе м-ксилола в течение

миносилана (VI). Синтезированный материал тести-

длительного времени, затем полученный продукт

ровали в сорбционном эксперименте при комнатной

промывали м-ксилолом и пентаном. В итоге был

температуре с использованием сухой или увлажнен-

приготовлен гель, содержащий в среднем 2.5 ± 0.1

ной газовой смеси с содержанием CO₂ 8.3%. При

частицы —CH₂CH₂CH₂NH₂ на 1 нм² поверхности

этом материал продемонстрировал сорбционную ем-

[1.2 ммоль(N)·г^-1]. Гель сушили в вакууме при 100°С,

кость 9.10 мг(CO₂)·г^-1(сорбента) в сухих условиях и

а затем активировали при 160°С, что позволяло пол-

20.80 мг(CO₂)·г^-1(сорбента) в присутствии паров H₂O

ностью удалить H₂O.

в газовой смеси. Данная методика синтеза стала одной

из основных во многих последующих исследованиях.

(V)

(VI)

234

Шешковас А. Ж. и др.

Для улучшения сорбционных характеристик ком-

требуемая для регенерации материалов после стадии

позитных материалов, получаемых данным методом,

сорбции CO₂, составляет всего 75°С.

изменяют некоторые параметры синтеза: раствори-

Рассмотрим, как изменяется сорбционная емкость

тель (чаще всего используют толуол); носитель; тем-

материалов, полученных методом прививки, в за-

пературу, при которой проводят кипячение в растворе

висимости от размера пор носителя [79]. В работе

[77]; условия сушки материала (например, в работе

использовали кремнийоксидные носители МСМ-41,

[78] термообработку проводили при 120°С, а не при

SBA-15 и PE-SBA-15 (носитель с расширенными

160°С, как было предложено изначально в работе

порами), к которым был привит моноаминосилан

[76]), а также применяют различные алкоксиамино-

(табл. 2). Итоговое количество привитого азота увели-

силаны: моно-, ди- и триаминосиланы [79].

чивается с увеличением площади поверхности носи-

Например, в работе [80] описывают метод приго-

теля. Казалось бы, сорбционная емкость должна быть

товления материалов на таких носителях, как крем-

пропорциональна количеству азота на поверхности,

нийоксидный ксерогель и МСМ-48. Носители были

однако это не так. По всей видимости, на сорбцион-

приготовлены по методике, описанной в работе [81].

ную емкость влияет и размер пор носителя. Причем

Для прививки использовали 3-аминопропилтриэток-

при малых размерах пор сорбция становится более

сисилан. В сравнении с методикой [76] помимо носи-

затрудненной из-за блокировки активных центров.

теля был изменен только растворитель: м-ксилол за-

Также был сделан вывод, что прививка разрушает

менен на толуол. Эксперименты проводили методом

структуру материала на основе SBA-15 с расширен-

термогравиметрического анализа при 25°С и содер-

ными порами, что негативно сказывается на свой-

жании CO₂ в потоке газов около 5 об%. Сорбционные

ствах сорбента.

емкости для ксерогеля и МСМ-48 составили 27 и

Также в этой работе было проведено исследова-

50 мг(CO₂)·г^-1 соответственно. Авторы утверждают,

ние сорбционной емкости по CO₂ в зависимости от

что увеличение емкости происходит вследствие уве-

количества аминогрупп в прививаемом алкоксиами-

личения площади поверхности носителя и соответ-

носилане. Такие материалы были синтезированы на

ственно большего количества гидроксильных групп

носителе SBA-15. В работе [79] были предложены

на поверхности. Площадь поверхности ксерогеля со-

механизмы реакции CO₂ с привитыми моно-, ди- и

ставляет 816, а МСМ-48 — 1389 м²·г^-1. Температура,

триаминосиланами [(VII)-(IX) соответственно].

(VII)

(VIII)

(IX)

Низкотемпературные композитные сорбенты CO₂ на основе аминосодержащих соединений (обзор)

235

Таблица 2

Краткая характеристика кремнийоксидных носителей и композитных материалов, полученных на их основе

путем прививки моноаминосилана, по данным работы [79]*

Носитель

Композитный материал

носитель

S_BET, м²·г^-1

V_общ, см³·г^-1

d_ср, нм

содержание N, ммоль·г^-1

сорбционная емкость по CO₂, ммоль·г^-1

MCM-41

864

0.62

3.8

2.02

0.39

SBA-15

782

0.73

6.7

1.89

0.45

PE-SBA-15

655

2.29

17.3

1.59

0.15

При увеличении количества аминогрупп в при-

поверхности амином не требовалось. Скорее важна

виваемом алкоксиаминосилане увеличивается и со-

была высокая плотность доступных аминогрупп без

держание азота в материале. В результате материал,

значительной закупорки пор. Для синтеза использо-

полученный путем прививки триаминосилана к по-

верхности SBA-15, содержит 3.68 ммоль(N)·г^-1, и его

сорбционная емкость по CO₂ равна 2.41 ммоль·г^-1

(или 106.04 мг·г^-1), что соответствует реакции с CO₂

по схеме (IX) [79].

Ранее уже была приведена схема взаимодействия

гидроксильных групп носителя и алкоксисиланоль-

ных групп алкоксиаминосилана (V), однако по та-

кой схеме складывается представление, что все три

алкоксигруппы алкоксиаминосилана связываются с

OH-группами поверхности, но, как утверждают авто-

ры работы [77], обычно в безводной среде прививка

происходит так, как это представлено на рис. 4, а, т. е.

одна или даже две алкоксигруппы могут не реагиро-

вать с поверхностью носителя.

Для закрепления свободных алкоксилигандов и

полного покрытия поверхности к материалу носителя

может быть добавлена H₂O для получения гидрати-

рованной поверхности. Адсорбированная H₂O уве-

личивает поверхностную плотность гидроксильных

групп и инициирует гидролиз непрореагировавших

алкоксигрупп, что увеличивает степень покрытия

поверхности аминосодержащим компонентом.

Существует две модели для описания поверх-

ности материала, получаемого в присутствии H₂O

(рис. 4, б и в). Авторы работы [77] считают, что пер-

вая модель (рис. 4, б), предложенная авторами ра-

боты [81], не полностью отражает реальное взаи-

Рис. 4. Предполагаемая структура поверхности сили-

модействие между поверхностью и прививаемым

катного носителя, образующейся в результате безвод-

ной прививки аминоалкоксисилана (а); предполагаемая

соединением. Исследователи утверждают, что вза-

структура поверхности материала, получаемая при мо-

имодействие может происходить не только между

нослойном покрытии аминоалкоксисиланом силикатно-

OH-группами поверхности и аминоалкоксисиланом,

го носителя в присутствии H₂O (б); предлагаемый рост

но и через мостики Si—O—Si к уже привитым ами-

трехмерного полиаминосилоксанового слоя на ранней

носиланам (рис. 4, в). Поскольку целью исследования

стадии, происходящий во время прививки алкоксисила-

было получение материала с высокой адсорбцион-

новых соединений в присутствии H₂O (в); R — триами-

ной способностью по СО₂, монослойное покрытие

новая цепь [77].**

* ® Elsevier B.V., 2009. Разрешение на публикацию

** ®American Chemical Society, 2007. Разрешение на

№ 5620111165873 получено 01.09.2023.

публикацию получено 13.06.2023.

236

Шешковас А. Ж. и др.

вались силикатный носитель МСМ-41 и 3-[2-(2-ами-

мономера и группы-инициатора на поверхности но-

ноэтиламино)этиламино]пропилтриметоксисилан.

сителя, запускающей процесс полимеризации. Метод

В работе проводили прививку с добавлением и без

очень хорош для решения задач получения материа-

добавления H₂O, а также изменяли температуру, при

ла с максимально высоким содержанием желаемых

которой происходила реакция, в интервале от 70 до

функциональных групп. Например, если говорить

110°С. Оказалось, что при 110°С (стандартная темпе-

об аминосодержащих композитах, то в работе [82]

ратура, используемая в большинстве исследований)

исследователям удалось получить материал с рекорд-

образовывались продукты с самым низким содержа-

ным содержанием азота (15 ммоль·г^-1). Однако у

нием N в продукте, всего 6.65 ммоль·г^-1, в то время

метода есть недостатки: полимеризация часто про-

как при 85°С был получен продукт с содержанием N

текает неконтролируемо, что может привести к не-

7.95 ммоль·г^-1 в присутствии H₂O и 5.98 ммоль·г^-1

воспроизводимости результатов. Для того, чтобы

без добавления H₂O. Затем было проведено сравнение

полимеризация проходила более контролируемо, мо-

сорбционных свойств двух образцов, приготовленных

номер модифицируют, однако это может привести к

методом безводной прививки и прививки в присут-

снижению количества прививаемых функциональных

ствии H₂O при оптимальной температуре реакции

групп.

(85°С): их емкость по CO₂ составила 62 и 117 мг·г^-1

Одним из самых ранних упоминаний о модифи-

соответственно. Увеличение емкости происходит поч-

кации поверхности кремнийоксидного носителя дан-

ти в 2 раза, что свидетельствует о положительном

ным методом является работа [83]. Композитный

влиянии добавления H₂O в момент синтеза. Следует

материал был получен с использованием мезопори-

упомянуть, что все материалы, полученные методом

стого силикагеля в качестве носителя и азиридина в

ковалентной прививки, термически стабильны до

качестве мономера. Для начала поверхность силика-

200-250°С.

геля модифицировали прививкой (3-аминопропил)-

диэтоксиметилсилана для образования инициирую-

щей полимеризацию группы. Затем проводили реак-

Аминосодержащие композитные сорбенты CO₂,

цию с азиридином в течение 24 ч, в результате чего

получаемые методом полимеризации

происходила разветвленная полимеризация за счет

Метод in situ полимеризации чаще всего заклю-

раскрытия цикла:

чается во взаимодействии реакционноспособного

(X)

За 24 ч толщина пленки на носителе увеличи-

сти к объемному заполнению мезопор и блокировке

лась с 8 до 36 Å, а количество аминогрупп вырос-

функциональных групп, которые способны взаимо-

ло с 3.5 до 66 нм^-2. Однако количество получаемых

действовать с молекулами CO₂.

при этом первичных, вторичных и третичных ами-

Для проведения контролируемой полимеризации

ногрупп является неконтролируемым. Кроме того,

азиридин был модифицирован защитной группой

неконтролируемы и длины цепей, что может приве-

(бензилоксикарбонилом), что позволило получать

Низкотемпературные композитные сорбенты CO₂ на основе аминосодержащих соединений (обзор)

237

линейные полимерные цепи (XI). Через 24 ч толщина

делены сорбционные характеристики получаемого

слоя составляла 18 Å, а количество аминогрупп —

материала, что дало бы возможность оценить возмож-

48 нм^-2. К сожалению, в данной работе [83] не опре-

ность его применения в практических целях.

(XI)

Как уже упоминалось ранее, самого большого

лимера, что способствовало диффузии CO₂ внутрь

содержания азота в материале удалось добиться авто-

частиц сорбента.

рам работы [82]. В данной работе материал получали

Сорбционную емкость полученного материала

катионной полимеризацией оксазолинов. Методика

определяли в различных условиях: 1) сухая газо-

синтеза включает в себя прививку алкилиода в ка-

вая смесь, содержащая 8 об% CO₂; 2) газовая смесь,

честве инициатора с последующим образованием

содержащая 8 об% CO₂, с относительной влажно-

аминополимера на мезопористом кремнийоксидном

стью 18%. В первом случае материал поглотил всего

носителе посредством катионной полимеризации

0.82 ммоль(СО₂)·г^-1 при 25°С. Однако при повы-

2-метил-2-оксазолина и, наконец, кислотного гидро-

шении температуры до 60°С емкость выросла до

лиза с получением сорбента, связанного полиэтилен-

4.30 ммоль(СО₂)·г^-1. При использовании влажной

имином (XII). В итоге полученный композитный ма-

газовой смеси емкость составила 11.8 ммоль(СО₂)·г^-1

териал в значительной степени сохранил исходную

при 25°С за 2 ч, что является очень высоким резуль-

структуру носителя, а также имел относительно од-

татом. При этом для регенерации этот материал до-

нородный слой покрытия из аминосодержащего по-

статочно нагреть до 100°С.

Ранее было упомянуто, что полимеризация за-

композит радикальной полимеризацией аллилами-

частую происходит при взаимодействии мономера

на на полиакрилонитрильном волокне. Для синтеза

с группой-инициатором на поверхности, однако на

волокно подвергали гамма-облучению заданное ко-

практике используется и метод радикальной поли-

личество времени, а затем в колбе смешивали с ал-

меризации. Например, в работе [84] синтезировали

лиламином и (NH₄)₂S₂O₈/NaHSO₃ в водном растворе.

238

Шешковас А. Ж. и др.

(NH₄)₂S₂O₈ был добавлен для дополнительной ини-

[84] предложили радикальный механизм полимери-

циации радикальной реакции (XIII). Авторы работы

зации (XIV)-(XXI).

(XIII)

P → P*,

(XIV)

S₂O_82- + HSO_– → SO_2- + SO_–* + HSO₃*,

(XV)

SO_4-* + M → HSO_– + M* или HSO₃* + M → H₂SO₃ + M*,

(XVI)

M* + nM → Mn+1*

(XVII)

P* + Mn+1* → PMn+1,

(XVIII)

P + M* → PM*,

(XIX)

PM* + nM → PMn+1*,

(XX)

PM_n* + PMn+1* → PM2n+1,

(XXI)

где P — полиакрилонитрильное волокно, M — моно-

материалов, полученных методом пропитки, зависят

мер аллиламина, n — число молекул мономера.

от эффективности диспергирования активного компо-

На конечное содержание аллиламина на полиакри-

нента. Дисперсность активного компонента зависит

лонитрильном волокне влияли время реакции, тем-

от характеристик выбранного носителя. В частности,

пература реакции, а также количество (NH₄)₂S₂O₈ в

для серии аминосодержащих композитных сорбентов

системе. При проведении реакции в течение 14 ч при

на основе силикатных материалов было показано, что

температуре 100°С авторам работы удалось получить

эффективность использования активных групп поли-

материал с самым высоким содержанием активного

этиленимина и скорость сорбции CO₂ увеличиваются

компонента (37.5 мас%). Сорбционная емкость этого

при уменьшении среднего размера мезопор носи-

материала составила 6.22 ммоль(CO₂)·г^-1(сорбен-

теля. Кроме того, активный компонент и пористый

та) при использовании газовой смеси, содержащей

носитель следует подбирать таким образом, чтобы

17.3 об% CO₂.

между ними происходило химическое или электро-

статическое взаимодействие, иначе есть вероятность

быстрой деградации материала из-за уноса активного

Заключение

компонента или его выхода на внешнюю поверхность

По результатам сравнения аминосодержащих ком-

носителя с потерей дисперсности.

позитных сорбентов CO₂, различающихся методом

Ко второму типу аминосодержащих композитных

приготовления, можно заключить, что каждый метод

сорбентов относят материалы, полученные путем

имеет свои преимущества и недостатки. Для полноты

ковалентной прививки активного компонента на по-

картины в табл. 3 обобщены сорбционные характери-

верхность носителя. Для прививки используются

стики аминосодержащих композитных материалов,

различные алкоксиаминосиланы, а выбор носителей

полученных разными методами, с указанием условий

в этом случае ограничен только кремнеземными по-

сорбции.

ристыми материалами. Образование ковалентной

К первому типу относятся композитные сорбенты,

связи на стадии прививки позволяет надежно закре-

полученные методом пропитки носителя раствором

пить активный компонент на поверхности носите-

аминосодержащего активного компонента. Это самый

ля. Основным недостатком этой методики являет-

доступный и простой способ синтеза, позволяющий

ся относительно малая толщина получаемых слоев

наносить на поверхность пористых носителей амино-

аминосодержащего компонента. Для наибольшей

содержащие полимеры (чаще всего полиэтиленимин)

эффективности использования аминогрупп актив-

и ионные жидкости. Сорбционные характеристики

ного компонента рекомендуется подбирать носите-

Низкотемпературные композитные сорбенты CO₂ на основе аминосодержащих соединений (обзор)

239

ли с большой площадью поверхности и высоким

держащий полимер может блокировать поры носителя,

содержанием OH-групп, а также со средним разме-

тем самым затрудняя транспорт молекул CO₂. Однако

ром пор, достаточным для наибольшей доступности

существуют способы, применяемые для проведения

функциональных групп молекулам CO₂. Добавление

контролируемой полимеризации. Данным методом

H₂O в момент синтеза положительно сказывается

можно получить материалы с рекордным количеством

на эффективности связывания аминоалкоксисила-

привитых функциональных групп. При соблюдении

нов и поверхностных OH-групп носителя. При опти-

условий синтеза, позволяющих исключить блокиров-

мальных условиях синтеза сорбционная емкость

ку пор носителя, материалы этого типа демонстри-

будет пропорциональна количеству привитых ами-

руют самую высокую сорбционную емкость по CO₂.

ногрупп.

Таким образом, существуют различные подходы

Третий тип аминосодержащих композитных сор-

к получению твердых пористых материалов на осно-

бентов CO₂ объединяет материалы, полученные ме-

ве аминосодержащих хемосорбентов CO₂. Следует

тодом in situ полимеризации активного компонента

отметить, что эти материалы характеризуются низ-

на носителе. Это объективно самый сложный из всех

кой температурой регенерации (около 100°С), что

представленных методов синтеза. Основная слож-

позволяет использовать на стадии десорбции CO₂

ность заключается в том, что полимеризация часто

доступные и возобновляемые источники тепловой

протекает неконтролируемо, и получаемый аминосо-

энергии (например, бросовое тепло промышленных

Таблица 3

Сорбционная емкость по CO₂ аминосодержащих композитных материалов, полученных различными методами

синтеза

Способ получения

Сорбционная

Литературный

Материал*

Условия сорбции

материала

емкость, мг·г^-1

источник

Пропитка

Полиэтиленимин (50 мас%)/KIT-6

T = 25°C, 100% CO₂

135

[62]

T = 25°C, 5% CO₂

Полиэтиленимин (65 мас%)/SiO_2а

T = 25°C, 100% CO₂

210

[63]

T = 25°C, 5% CO₂

165

Тетраэтиленпентамин (65 мас%)/

T = 25°C, 100% CO₂

260

SiO_2а

Тетраэтиленпентамин (50 мас%)/

T = 35°C, 100% CO₂

211

[66]

MCM-41^б

T = 35°C, 5% CO₂

200

Ковалентная при-

3-Аминопропилтриэтоксисилан/SiO₂

T = 25°C, 8.3% CO₂

9.1

[75]

вивка

3-[2-(2-Аминоэтиламино)этиламино]-

T = 25°C, 5% CO₂

[77]

пропилтриметоксисилан/МСМ-41^в

3-[2-(2-Аминоэтиламино)этиламино]-

117

пропилтриметоксисилан/МСМ-41^г

Триаминосилан/SBA-15

T = 40°C, 17% CO₂

120.6

[79]

T = 40°C, 5% CO₂

Моноаминосилан/МСМ-48

T = 25°C, 5% CO₂

[80]

In situ полимери-

Продукт катионной полимеризации

T = 25°C, 8% CO₂

36.1

[82]

зация

2-метил-2-оксазолина/SiO₂

T = 60°C, 8% CO₂

189.2

T = 25°C, 8% CO₂, 18% H₂O

519.2

Продукт радикальной полимеризации

T = 25°C, 17.3% CO₂, влаж-

273.68

[84]

аллиламина/полиакрилонитрильное

ный газ

волокно

* Материал: а — монолитный SiO₂ с бимодальной структурой пор; б — носитель — непрокаленный МСМ-41, в по-

рах которого содержится поверхностно-активное вещество; в — прививка проводилась в отсутствие H₂O; г — прививка

проводилась в присутствии H₂O.

240

Шешковас А. Ж. и др.

предприятий или гелиотермальную энергию). Выбор

[5]

Wernera A., Beharb F., de Hemptinnea J. C., Behara

стратегии получения таких материалов в промышлен-

E. Viscosity and phase behaviour of petroleum fluids

ности будет, судя по всему, определяться оптималь-

with high asphaltene contents // Fluid Phase Equilib.

1998. V. 147. N 1-2. P. 343-356.

ным балансом между себестоимостью материала и

https://doi.org/10.1016/S0378-3812(98)00245-3

его физико-химическими характеристиками, опреде-

[6]

Raventos M., Duarte S., Alarcon R. Application and

ляющими в том числе энергоэффективность процесса

possibilities of supercritical CO₂ extraction in food

улавливания CO₂ и срок службы сорбента.

processing industry: An Overview // Food Sci. Tech.

Int. 2002. V. 8. N 5. P. 269-284.

https://doi.org/10.1106/108201302029451

Благодарности

[7]

Mazzotti M., Abanades J. C., Allam R., Lackner K. S.,

Исследование выполнено при поддержке Россий-

Meunier F., Rubin E., Sanchez J. C., Yogo K.,

ского научного фонда (грант № 23-23-10080, https://

Zevenhoven R. Mineral carbonation and industrial uses

rscf.ru/project/23-23-10080/) и Новосибирской области

of carbon dioxide // IPCC special report on carbon

(соглашение № р-47 от 03.04.2023).

dioxide capture and storage. Cambridge University

Press, 2005. P. 321-337.

[8]

Минигулов Ф. Г., Пресняков В. В., Шигабутди-

Конфликт интересов

нов А. К., Сафин Д. Х., Пресняков А. В., Вали-

тов А. Р., Сафин А. Ф. Некоторые особенности

Авторы заявляют об отсутствии конфликта инте-

экологически безопасной «бесфосгенной» тех-

ресов, требующего раскрытия в данной статье.

нологии производства поликарбонатов // Пласт.

массы. 2020. Т. 5-6. С. 45-47.

Информация об авторах

https://doi.org/10.35164/0554-2901-2020-5-6-45-47

[9]

Girotto S., Minetto S., Neksa P. Commercial

Шешковас Андрей Жидрунович

refrigeration system using CO₂ as the refrigerant //

ORCID: https://orcid.org/0009-0005-9822-6749

Int. J. Refrig. 2004. V. 27. N 7. P. 717-723.

Веселовская Жанна Вячеславовна, к.х.н.

https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2004.07.004

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1606-3746

[10]

Osborne C. P., Beerling D. J. Sensitivity of tree

Селищев Дмитрий Сергеевич, к.х.н.

growth to a high CO₂ environment: Consequences

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9930-8149

for interpreting the characteristics of fossil woods

Козлов Денис Владимирович, д.х.н.

from ancient «greenhouse» worlds Palaeogeography,

Palaeoclimatology // Palaeoecology. 2002. V. 182.

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4107-8694

N 1-2. P. 15-29.

https://doi.org/10.1016/S0031-0182(01)00450-3

[11]

Woodward F. I. Potential impacts of global elevated

Список литературы

CO₂ concentrations on plants: A Review // Curr. Opin.

[1] Madejski P., Chmiel K., Subramanian N., Kuś T.

Plant Biol. 2002. V. 5. N 3. P. 207-211.

Methods and techniques for CO₂ capture: Review of

https://doi.org/10.1016/S1369-5266(02)00253-4

potential solutions and applications in modern energy

[12]

Centi G., Quadrelli E. A., Perathoner S. Catalysis

technologies // Energies 2022. V. 15. N 3. ID 887.

for CO₂ conversion: A Key technology for rapid

https://doi.org/10.3390/en15030887

introduction of renewable еnergy in the value chain of

[2] Оковитая К. О., Суржко О. А. Аналитический обзор

chemical industries // Energy Environ. Sci. 2013. V. 6.

получения и использования биогаза // Инж. вестник

P. 1711-1731. https://doi.org/10.1039/C3EE00056G

Дона. 2017. № 4. http://www.ivdon.ru/ru/magazine/

[13]

Saeidi S., Najari S., Fazlollahi F., Nikoo M. K.,

archive/n4y2017/4618

Sefidkon F., Klemes J. J., Baxter L. L. Mechanisms

[3] Yaumi A. L., Bakar M. A., Hameed B. H. Recent

and kinetics of CO₂ hydrogenation to value-added

advances in functionalized composite solid materials for

products: A Detailed review on current status and

carbon dioxide capture // Energy. 2017. V. 124. P. 461-

future trends // Renew. Sust. Energy Rev. 2017. V. 80.

480. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.02.053

P. 1292-1311.

[4] Leuenberger M., Nyfeler P., Moret H. P., Sturm P.,

https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.204

Indermühle A., Schwander J. CO₂ concentration

[14]

Koytsoumpa E. I., Bergins C., Kakaras E. The

measurements on air samples by mass spectrometry

CO₂ economy: Review of CO₂ capture and reuse

// Rapid Commun. Mass. Spectrom. 2000. V. 14.

technologies // J. Supercrit. Fluids. 2018. 132. P. 3-16.

N 16. P. 1552-1557. https://doi.org/10.1002/1097-

https://doi.org/10.1016/j.supflu.2017.07.029

0231(20000830)14:16%3C1552::AID-

[15]

Tursunov O., Kustov L., Kustov A. A Brief review of

RCM63%3E3.0.CO;2-C

carbon dioxide hydrogenation to methanol over copper

Низкотемпературные композитные сорбенты CO₂ на основе аминосодержащих соединений (обзор)

241

and iron based catalysts // Oil Gas Sci. Technol. —

[24]

Lee S. C., Kim J. C. Dry potassium-based sorbents for

Rev. dʹIFP Energies Nouvelles. 2017. V. 72. ID 30.

CO₂ capture // Catalysis Surveys from Asia. 2007.

https://doi.org/10.2516/ogst/2017027

V. 11. P. 171-185.

[16]

Кузьмин А. В., Шаинян Б. А. Механизмы реакций

https://doi.org/10.1007/s10563-007-9035-z

каталитического электрохимического восстановле-

[25]

Zhao C. Chen X., Anthony E. J., Jiang X., Duan

ния кислорода (ORR) и углекислого газа (CO₂RR)

L., Wu Y., Dong W., Zhao C. Capturing CO₂ in flue

// Успехи химии. 2023. Т. 92. № 6. ID 5085.

gas from fossil fuel-fired power plants using dry

https://doi.org/10.59761/RCR5085

regenerable alkali metal-based sorbent // Prog. Energy

[Kuzmin A. V., Shainyan B. A. Mechanisms of catalytic

Combust. Sci. 2013. V. 39. N 6. P. 515-534.

electrochemical reactions of oxygen reduction (ORR)

https://doi.org/10.1016/j.pecs.2013.05.001

and carbon dioxide reduction (CO₂RR) // Russ. Chem.

[26]

Gao W., Zhou T., Gao Y., Louis B., OʹHare D., Wang Q.

Rev. 2023. V. 92. N 6. ID 5085.

Molten salts-modified MgO-based adsorbents for

https://doi.org/10.59761/RCR5085].

intermediate-temperature CO₂ capture: A Review // J.

[17]

Wang J., Huang L., Yang R., Zhang Z., Wu J., Gao Y.,

Energy Chem. 2017. V. 26. N 5. P. 830-838.

Wang Q., OʹHare D., Zhong Z. Recent advances in

https://doi.org/10.1016/j.jechem.2017.06.005

solid sorbents for CO₂ capture and new development

[27]

Hu Y., Guo Y., Sun J., Li H., Liu W. Progress in MgO

trends // Energy Environ. Sci. 2014. V. 7. N 11.

sorbents for cyclic CO₂ capture: A Comprehensive

P. 3478-3518. https://doi.org/10.1039/C4EE01647E

review // J. Mater. Chem. A. 2019. V. 7. N 35.

[18]

Sanz-Perez E. S., Murdock C. R., Didas S. A.,

P. 20103-20120. https://doi.org/10.1039/C9TA06930E

Jones C. W. Direct capture of CO₂ from ambient air

[28]

Ruhaimi A. H., Aziz M. A. A., Jalil A. A. Magnesium

// Chem. Rev. 2016. V. 116. N 19. P. 11840-11876.

oxide-based adsorbents for carbon dioxide capture:

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00173

Current progress and future opportunities // J. CO₂

[19]

Shi X., Xiao H., Azarabadi H., Song J., Wu X., Chen X.,

Util. 2021. V. 43. ID 101357.

Lackner K. S. Sorbents for the direct capture of CO₂

https://doi.org/10.1016/j.jcou.2020.101357

from ambient air // Angew. Chem. Int. Ed. 2020. V. 59.

[29]

Портякова И. С., Антипов А. В., Мишин И. В.,

N 18. P. 6984-7006.

Кустов Л. М. Адсорбенты SO₂, нанесенные на

https://doi.org/10.1002/anie.201906756

карбид кремния // ЖФХ. 2020. Т. 94. № 7. С. 1105-

[20]

Park Y., Lin K. Y. A., Park A. H. A., Petit C. Recent

1113. https://doi.org/10.31857/S0044453720070237

advances in anhydrous solvents for CO₂ capture: Ionic

[Portyakova I. S., Antipov A. V., Mishin I. V.,

liquids, switchable solvents, and nanoparticle organic

Kustov L. M. СО₂ Adsorbents deposited on silicon

hybrid materials //Frontiers in Energy Research. 2015.

carbide // Russ. J. Phys. Chem. A. 2020. V. 94. P. 1482-

V. 3. ID 42. https://doi.org/10.3389/fenrg.2015.00042

1489. https://doi.org/10.1134/S0036024420070237].

[21]

Meng F., Meng Y., Ju T., Han S., Lin L., Jiang J.

[30]

Sun H., Wu C., Shen B., Zhang X., Zhang Y., Huang J.

Research progress of aqueous amine solution for CO₂

Progress in the development and application of CaO-

capture: A Review // Renew. Sust. Energy Rev. 2022.

based adsorbents for CO₂ capture — a review // Mater.

V. 168. ID 112902.

Today Sust. 2018. V. 1-2. P. 1-27.

https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112902

https://doi.org/10.1016/j.mtsust.2018.08.001

[22]

Черникова Е. А., Глухов Л. М., Кустов Л. М.,

[31]

Kierzkowska A. M., Pacciani R., Müller C. R. CaO-

Красовский В. Г., Белецкая И. П. Мезо- и макропо-

based CO₂ sorbents: From fundamentals to the

ристые материалы, модифицированные аминами,

development of new, highly effective materials //

для хранения CO₂ // ЖОрХ. 2014. Т. 50. № 11. С.

ChemSusChem. 2013. V. 6. N 7. P. 1130-1148.

1572-1573. https://www.elibrary.ru/sxtwmz

https://doi.org/10.1002/cssc.201300178

[Chernikova E. A., Glukhov L. M., Kustov L. M.,

[32]

Wang Y., Memon M. Z., Seelro M. A., F W., Gao

Krasovskii V. G., Beletskaya I. P. Meso- and

Y., Dong Y., Ji G. A Review of CO₂ sorbents for

macroporous materials modified with amines for CO₂

promoting hydrogen production in the sorption-

storage // Russ. J. Org. Chem. 2014. V. 50. P. 1556-

enhanced steam reforming process // Int. J. Hydrogen

1557. https://doi.org/10.1134/S1070428014110025].

Energy. 2021. V. 46. N 45. P. 23358-23379.

[23]

Черникова Е. А., Глухов Л. М., Кустов Л. М.,

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.01.206

Красовский В. Г. Адсорбенты CO₂ на основе по-

[33]

Грейш А. А., Кустов А. Л., Соколовский П. В.

ристых материалов, модифицированных аминами

Наноразмерные адсорбенты диоксида углерода //

// Изв. АН. Сер. хим. 2015. № 12. С. 2958-2962.

ЖФХ. 2021. Т. 95. № 8. С. 1232-1236.

https://www.elibrary.ru/vceued [Chernikova E. A.,

https://doi.org/10.31857/S0044453721080112

Glukhov L. M., Kustov L. M., Krasovsky V. G.

[Greish A. A., Kustov A. L., Sokolovskiy P. V. Nanoscale

Adsorbents of СО₂ based on amine-modified porous

adsorbents of carbon dioxide // Russ. J. Phys. Chem.

materials // Russ. Chem. Bull. 2015. V. 64. P. 2958-

A. 2021. V. 95. P. 1655-1658.

2962. https://doi.org/10.1007/s11172-015-1254-2].

https://doi.org/10.1134/S0036024421080112].

242

Шешковас А. Ж. и др.

[34]

Okunev A. G., Sharonov V. E., Aristov Y. I.,

[44]

Gale J. A global perspective on the Status of carbon

Parmon V. N. Sorption of carbon dioxide from wet

capture / 2016 NETL CO₂ Capture Technology Project

gases by K₂CO₃-in-porous matrix: Influence of the

Meeting. 2016. Pittsburgh, USA. https://netl.doe.gov/

matrix nature // React. Kinet. Catal. Lett. 2000. V. 71.

sites/default/files/event-proceedings/2016/c02%20

P. 355-362. https://doi.org/10.1023/A:1010395630719

cap%20review/1-Monday/J-Gale-IEAGG-Status-of-

[35]

Park Y. C., Jo S. H., Kim J. Y., Won Y., Nam H., Yi C. K.,

Carbon-Capture.pdf

Eom T. H., Lee J. B. Carbon dioxide capture from a

[45]

Just P. E. Advances in the development of CO₂ capture

real coal-fired flue gas using K-based solid sorbents

solvents // Energy Procedia. 2013. V. 37. P. 314-324.

in a 0.5 MW_e-scale test-bed facility // Int. J. Greenh.

https://doi.org/10.1016/j.egypro.2013.05.117

Gas Control. 2020. V. 103. P. 103192.

[46]

Buvik V., Høisæter K. K., Vevelstad S. J., Knuutila H. K.

https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2020.103192

A Review of degradation and emissions in post-

[36]

Kim K., Yang S., Lee J. B., Eom T. H., Ryu C. K.,

combustion CO₂ capture pilot plants // Int. J. Greenh.

Lee H. J., Bae T. S., Lee S. J. A Long-term test of a new

Gas Control. 2021. V. 106. ID 103246.

CO₂ sorbent (KEP-CO₂P₂) in a 0.5 MW_e CO₂ capture

https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2020.103246

test bed // Korean J. Chem. Eng. 2015. V. 32. P. 677-684.

[47]

Баженов С. Д., Новицкий Е. Г., Василевский В. П.,

https://doi.org/10.1007/s11814-014-0297-7

Грушевенко Е. А., Бьянко А. А., Волков А. В.

[37]

Park Y. C., Jo S. H., Ryu C. K., Yi C. K. Demonstration

Термостабильные соли и способы их удаления из

of pilot scale carbon dioxide capture system using dry

алканоламиновых поглотителей диоксида углерода

regenerable sorbents to the real coal-fired power plant

// ЖПХ. 2019. Т. 92. № 8. С. 957-979.

in Korea // Energy Procedia. 2011. V. 4. P. 1508-1512.

https://doi.org/10.1134/S0044461819080024

https://doi.org/10.1016/j.egypro.2011.02.018

[Bazhenov S. D., Novitskii E. G., Vasilevskii V. P.,

[38]

Park Y. C., Jo S. H., Lee D. H., Yi C. K., Ryu C. K.,

Grushevenko E. A., Bienko A. A., Volkov A. V. Heat-

Kim K. S., You C. H., Park K. S. The status of the

stable salts and methods for their removal from

development project for the 10 MWe-scale dry-sorbent

alkanolamine carbon dioxide absorbents // Russ. J.

carbon dioxide capture system to the real coal-fired

Appl. Chem. 2019. V. 92. P. 1045-1063.

power plant in Korea // Energy Procedia. 2013. V. 37.

https://doi.org/10.1134/S1070427219080019].

P. 122-126.

[48]

Park I. I. H., Choi E. J. Characterization of branched

https://doi.org/10.1016/j.egypro.2013.05.092

polyethyleneimine by laser light scattering and

[39]

Park Y. C., Jo S. H., Kyung D. H., Kim J. Y., Yi C. K.,

viscometry // Polymer. 1996. V. 37. N 2. P. 313-319.

Ryu C. K., Shin M. S. Test operation results of the

https://doi.org/10.1016/0032-3861(96)81104-9

10 MWe-scale dry-sorbent CO₂ capture process

[49]

Chen F. F., Huang K., Fan J. P., Tao D. J. Chemical

integrated with a real coal-fired power plant in Korea

solvent in chemical solvent: A Class of hybrid

// Energy Procedia. 2014. V. 63. P. 2261-2265.

materials for effective capture of CO₂ //AIChE J.

https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.11.245

2018. V. 64. N 2. P. 632-639.

[40]

Won Y., Kim J. Y., Park Y. C., Yi C. K., Nam H.,

https://doi.org/10.1002/aic.15952

Woo J. M., Jin G. T., Park J., Lee S. Y., Jo S. H. Post-

[50]

Wu T. Y., Wang H. C., Su S. G., Gung S. T., Lin M. W.,

combustion CO₂ capture process in a circulated

Lin C. B. Characterization of ionic conductivity,

fluidized bed reactor using 200 kg potassium-based

viscosity, density, and self-diffusion coefficient

sorbent: The Optimization of regeneration condition

for binary mixtures of polyethyleneglycol (or

// Energy. 2020. V. 208. P. 118188.

polyethyleneimine) organic solvent with room

https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.118188

temperature ionic liquid BMIBF₄ (or BMIPF₆) // J.

[41]

Luo P. C., Zhang Z. B., Jiao Z., Wang Z. X.

Taiwan Inst. Chem. Eng. 2010. V. 41. N 3. P. 315-325.

Investigation in the design of a CO₂ cleaner system

https://doi.org/10.1016/j.jtice.2009.10.003

by using aqueous solutions of monoethanolamine and

[51]

Satyapal S., Filburn T., Trela J., Strange J.

diethanolamine // Ind. Eng. Chem. Res. 2003. V. 42.

Performance and properties of a solid amine sorbent

P. 4861-4866. https://doi.org/10.1021/ie030029m

for carbon dioxide removal in space life support

[42]

Wallace J., Krumdieck S. Carbon dioxide scrubbing

applications // Energy Fuel. 2001. V. 15. N 2. P. 250-

from air for alkaline fuel cells using amine solution in

255. https://doi.org/10.1021/ef0002391

a packed bubble column // Proc. Inst. Mech. Eng. Sci.

[52]

Caplow M. Kinetics of carbamate formation and

Part C: J. Mech. Eng. Sci. 2005. V. 219. P. 1225-1233.

breakdown // J. Am. Chem. Soc. 1968. V. 90. N 24.

https://doi.org/10.1243/095440605X32011

P. 6795-6803. https://doi.org/10.1021/ja01026a041

[43]

Cheng H. H., Tan C. S. Removal of CO₂ from indoor

[53]

Danckwerts P. V. The reaction of CO₂ with

air by alkanolamine in a rotating packed bed // Sep.

ethanolamines // Chem. Eng. Sci. 1979. V. 34. N 4.

Purif. Technol. 2011. V. 82. P. 156-166.

P. 443-446.

https://doi.org/10.1016/j.seppur.2011.09.004

https://doi.org/10.1016/0009-2509(79)85087-3

Низкотемпературные композитные сорбенты CO₂ на основе аминосодержащих соединений (обзор)

243

[54]

Crooks J. E., Donnellan J. P. Kinetics and mechanism

organic template // Adv. Funct. Mater. 2006. V. 16.

of the reaction between carbon dioxide and amines

N 13. P. 1717-1722.

in aqueous solution // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2.

https://doi.org/10.1002/adfm.200600427

1989. V. 4. P. 331-333.

[66]

Yue M. B., Sun L. B., Cao Y., Wang Y., Wang Z. J.,

https://doi.org/10.1039/P29890000331

Zhu J. H. Efficient CO₂ capturer derived from as-

[55]

Yang Z.-Z., He L. N., Zhao Y. N., Li B., Yu B. CO₂

synthesized MCM-41 modified with amine // Chem.

capture and activation by superbase/polyethylene

Eur. J. 2008. V. 14. N 11. P. 3442-3451.

glycol and its subsequent conversion // Energy

https://doi.org/10.1002/chem.200701467

Environ. Sci. 2011. V. 4. N 10. P. 3971-3975.

[67]

Chen C., Kim J., Ahn W. S. CO₂ capture by amine-

https://doi.org/10.1039/C1EE02156G

functionalized nanoporous materials: A Review //

[56]

Bollini P., Didas S. A., Jones C. W. Amine-oxide hybrid

Korean J. Chem. Eng. 2014. V. 31. P. 1919-1934.

materials for acid gas separations // J. Mater. Chem.

https://doi.org/10.1007/s11814-014-0257-2

2011. V. 39. N 21. P. 15100-15120.

[68]

Hicks J. C., Drese J. H., Fauth D. J., Gray M. L., Qi G.,

https://doi.org/10.1039/C1JM12522B

Jones C. W. Designing adsorbents for CO₂ capture

[57]

Goeppert A., Czaun M., Prakash G. S., Olah G. A.

from flue gas-hyperbranched aminosilicas capable of

Air as the renewable carbon source of the future: An

capturing CO₂ reversibly // J. Am. Chem. Soc. 2008.

Overview of CO₂ capture from the atmosphere //

V. 130. N 10. P. 2902-2903.

Energy Environ. Sci. 2012. V. 5. N 7. P. 7833-7853.

https://doi.org/10.1021/ja077795v

https://doi.org/10.1039/C2EE21586A

[69]

Shen X., Yan F., Li C., Qu F., Wang Y., Zhang Z. Biogas

[58]

Gelles T., Lawson S., Rownaghi A. A., Rezaei F. Recent

upgrading via cyclic CO₂ adsorption: Application of

advances in development of amine functionalized

highly regenerable PEI@nano-Al₂O₃ adsorbents with

adsorbents for CO₂ capture // Adsorption. 2020.

anti-urea properties // Environ. Sci. Tech. 2021. V. 55.

V. 26. P. 5-50.

N 8. P. 5236-5247.

https://doi.org/10.1007/s10450-019-00151-0

https://doi.org/10.1021/acs.est.0c07973

[59]

Иоффе И. И., Письмен Л. М. Инженерная химия

[70]

Palkovits R., Yang C. M., Olejnik S., Schüth F. Active

гетерогенного катализа. М.: Химия, 1965. C. 300-

sites on SBA-15 in the Beckmann rearrangement of

338.

cyclohexanone oxime to ε-caprolactam // J. Catal.

[60]

Xu X., Song C., Andresen J. M., Miller B. G.,

2006. V. 243. N 1. P. 93-98.

Scaroni A. W. Novel polyethylenimine-modified

https://doi.org/10.1016/j.jcat.2006.07.004

mesoporous molecular sieve of MCM-41 type as high-

[71]

Wan M. M., Zhu H. Y., Li Y. Y., Ma J., Liu S., Zhu J. H.

capacity adsorbent for CO₂ capture // Energy Fuel.

Novel CO₂-capture derived from the basic ionic

2002. V. 16. N 6. P. 1463-1469.

liquids orientated on mesoporous materials // ACS

https://doi.org/10.1021/ef020058u

Appl. Mater. Interf. 2014. V. 6. N 15. P. 12947-12955.

[61]

Wang X. Schwartz V., Clark J. C., Ma X.,

https://doi.org/10.1021/am5028814

Overbury S. H., Xu X., Song C. Infrared study of CO₂

[72]

Iyer K. S., Luzinov I. Effect of macromolecular

sorption over «molecular basket» sorbent consisting

anchoring layer thickness and molecular weight on

of polyethylenimine-modified mesoporous molecular

polymer grafting // Macromolecules. 2004. V. 37.

sieve // J. Phys. Chem. C. 2009. V. 113. N 17. P. 7260-

N 25. P. 9538-9545.

7268. https://doi.org/10.1021/jp809946y

https://doi.org/10.1021/ma0493168

[62]

Son W. J., Choi J. S., Ahn W. S. Adsorptive removal

[73]

Karim A., Tsukruk V. V., Douglas J. F., Satija S. K.,

of carbon dioxide using polyethyleneimine-loaded

Fetters L. J., Reneker D. H., Foster M. D. Self-

mesoporous silica materials // Micropor. Mesopor.

organization of polymer brush layers in a poor solvent

Mater. 2008. V. 113. N 1-3. P. 31-40.

// J. Phys. II. 1995. V. 5. N 10. P. 1441-1456.

https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2007.10.049

https://doi.org/10.1051/jp2:1995193

[63]

Chen C., Yang S. T., Ahn W. S., Ryoo R. Amine-

[74]

Taylor W., Jones R. A. L. Producing high-density high-

impregnated silica monolith with a hierarchical pore

molecular-weight polymer brushes by a «grafting to»

structure: Enhancement of CO₂ capture capacity //

method from a concentrated homopolymer solution //

Chem. Commun. 2009. N 24. P. 3627-3629.

Langmuir. 2010. V. 26. N 17. P. 13954-13958.

https://doi.org/10.1039/B905589D

https://doi.org/10.1021/la101881j

[64]

Jung W., Lee J. Economic evaluation for four different

[75]

Pat. US 5087597 (publ. 1992). Carbon dioxide

solid sorbent processes with heat integration for

adsorbent and method for producing the adsorbent.

energy-efficient CO₂ capture based on PEI-silica

[76]

Leal O., Bolívar C., Ovalles C., García J. J., Espidel Y.

sorbent // Energy 2022. V. 238. ID 121864.

Reversible adsorption of carbon dioxide on amine

https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.121864

surface-bonded silica gel // Inorg. Chim. Acta. 1995.

[65]

Yue M. B., Chun Y., Cao Y., Dong X., Zhu J. H. CO₂

V. 240. N 1. P. 183-189.

capture by as-prepared SBA-15 with an occluded

https://doi.org/10.1016/0020-1693(95)04534-1

244

Шешковас А. Ж. и др.

[77]

Harlick P. J. E., Sayari A. Applications of pore-

[81]

Feng X., Fryxell G. E., Wang L. Q., Kim A. Y., Liu J.,

expanded mesoporous silica. 5. Triamine grafted

Kemner K. M. Functionalized monolayers on ordered

material with exceptional CO₂ dynamic and

mesoporous supports // Science. 1997. V. 276. N 5314.

equilibrium adsorption performance // Ind. Eng.

P. 923-926.

Chem. Res. 2007. V. 46. N 2. P. 446-458.

https://doi.org/10.1126/science.276.5314.923

https://doi.org/10.1021/ie060774+

[82]

Qi G., Fu L., Giannelis E. P. Sponges with covalently

[78]

Harlick P. .J. E., Sayari A. Applications of pore-

tethered amines for high-efficiency carbon capture //

expanded mesoporous silicas. 3. Triamine silane

Nature Commun. 2014. V. 5. N 1. ID 5796.

grafting for enhanced CO₂ adsorption // Ind. Eng.

https://doi.org/10.1038/ncomms6796

Chem. Res. 2006. V. 45. N 9. P. 3248-3255.

[83]

Kim H. J., Moon J. H., Park J. W. A Hyperbranched

https://doi.org/10.1021/ie051286p

poly(ethyleneimine) grown on surfaces // J. Colloid

[79]

Chang F.-Y., Chao K. J., Cheng H. H., Tan C. S.

Interf. Sci. 2000. V. 227. N 1. P. 247-249.

Adsorption of CO₂ onto amine-grafted mesoporous

https://doi.org/10.1006/jcis.2000.6861

silicas // Sep. Purif. Tech. 2009. V. 70. N 1. P. 87-95.

[84]

Yang Y., Li H., Chen S., Zhao Y., Li Q. Preparation

https://doi.org/10.1016/j.seppur.2009.08.016

and characterization of a solid amine adsorbent for

[80]

Huang H. Y., Yang R. T., Chinn D., Munson C. L.

capturing CO₂ by grafting allylamine onto PAN fiber

Amine-grafted MCM-48 and silica xerogel as superior

// Langmuir. 2010. V. 26. N 17. P. 13897-13902.

sorbents for acidic gas removal from natural gas // Ind.

https://doi.org/10.1021/la101281v

Eng. Chem. Res. 2003. V. 42. N 12. P. 2427-2433.

https://doi.org/10.1021/ie020440u