Zn/Cu单晶转换MOF材料的CO2/CH4分离性能研究

• 作者: 刘增欣 王依军 郝春莲 刘秀萍
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 金属-有机框架材料； 金属离子置换（Zn/Cu） CO2 CO2/CH4
• 年，卷（期）: 2021,（S1）
• 所属期刊栏目: 材料化学工程与纳米技术
• 页码范围: 546-553
• 页数: 7页
• 分类号: O611.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200287

摘要

CO2的捕获和分离具有重要的工业和环境意义。采用溶剂热法，以羧基和路易斯碱位点功能修饰的配体和锌离子构筑了阴离子型金属有机框架材料{[Zn2(N)·(DMF)3·(CH3)2NH2]·(DMF)2}n(NEM-7-Zn)。为了提高骨架的稳定性，通过金属离子置换工艺，将NEM-7-Zn转化为高稳定性的铜基框架材料NEM-7-Cu。采用EA、PXRD、TGA及比表面积分析等技术对多孔材料进行综合表征，并测定了NEM-7-Cu对二氧化碳、乙炔和甲烷单组分气体的吸附等温线。实验结果表明，NEM-7-Cu不仅具有较高的CO2吸附性能(74cm3·g−1)，更表现出优异的CO2/CH4(11.5)和C2H2/CH4(7.1)吸附选择性。通过巨正则MonteCarlo方法(GCMC)计算得到CO2在NEM-7-Cu中的主要吸附位点为功能基团羧基与路易斯碱位点附近以及Cu的金属团簇附近。