Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Physik

Fachgebiet: Physics of New Materials

Betreuer: Prof. Dr. Eberhard Burkel



M.Sc Qingqing Xu
(e-mail: qqxsky@gmail.com )

Materials for Carbon Dioxide Separation

The optimization of calcium oxide adsorbents for carbon dioxide capture and separation based on egg shell wastes is a challenging topic for environmental protection. Calcium oxide has a high capture capacity and high gas selectivity. However, the fast degeneration of its adsorption capacity during loading and unloading cycling hinders its widespread application. In this work, new hybrid materials were synthesized by doping the calcium oxide base obtained from egg shells with calcium titanate. The synthesis parameters, the micro structures, the phase composition, the nitrogen physisorption properties and the chemical reaction rates are discussed in detail. These new hybrid materials show a mean carbon dioxide chemical adsorption capacity of 11.86 mol/kg, and for the first time, a high stability over 10 cycles allowing general application.

Die Optimierung von aus Eierschalenabfall gewonnenen Calciumoxyd Adsorbern zur Speicherung und Trennung von Kohlendioxyd ist ein aktuelles Thema. Calciumoxyd hat eine hohe Speicherfähigkeit und hohe Gasselektivität. Die schnelle Abnahme der Speicherfähigkeit nach wenigen Belade- und Entladezyklen verhindert jedoch eine allgemeine Anwendung. In dieser Arbeit wurden neue Hybridmaterialien auf Calciumoxydbasis aus Eierschalen dotiert mit Calciumtitanoxyd synthetisiert. Die Syntheseparameter, Mikrostrukturen, Phasenzusammensetzungen, Physisorptioneigenschaften von Stickstoff und chemische Reaktionsraten werden detailliert beschrieben. Diese neuen Hybridmaterialien zeigen eine mittlere chemische Kohlenstoffdioxid Adsorptionskapazität von 11,86 mol/kg. Es wird erstmals eine hohe Stabilität über 10 Zyklen erreicht, womit eine allgemeine Anwendung möglich wird.