活性炭/金属有机骨架复合吸附材料的制备及其CH4/N2吸附 分离性能研究

• 作者: 宋志强 王玉高 张宇姝 张迎迎 杨江峰 太原理工大学化学工程与技术学院
• 来源期刊: 低碳化学与化工
• 学科: 化学
• 关键词: 甲烷 氮气 活性炭 金属有机骨架 复合材料 逐步合成法
• 年，卷（期）: 2024,（5）
• 页码范围: 168-174,180
• 页数: 8页
• 语种: 中文

摘要

煤层气富含甲烷(CH4)，但井下抽采时会混入大量空气导致CH4浓度低、利用难度大，因此富集提浓并高效利用低浓度煤层气的关键是实现CH4与氮气(N2)的高效分离。以三水硝酸铜(Cu(NO3)2·3H2O)和异烟酸(HINA)为原料，通过逐步合成法制备了活性炭/金属有机骨架(AC/MOFs)复合吸附材料，通过X射线衍射、热重分析和扫描电子显微镜等进行了表征，并研究了气体吸附性能、选择性以及吸附热。结果表明，制备的AC/Cu(INA)2复合材料具有AC和Cu(INA)2的特征衍射峰，并且观察到了Cu(INA)2在AC上的生长。AC/Cu(INA)2复合材料在100 kPa、298 K下的CH4吸附量为12.6 cm3/g,CH4/N2选择性为5.5(比原材料AC提升了17.3%)，并且CH4(14.9 kJ/mol)的吸附热高于N2(11.9 kJ/mol)。