过程工程学报 ›› 2024, Vol. 24 ›› Issue (12): 1425-1434.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224094CSTR: 32067.14.jproeng.224094
许丽1,2,3, 耿娜3, 刘文1,2,3, 田京雷4, 朱廷钰3, 姚明水3*, 郭旸旸3*
Li XU1,2,3, Na GENG3, Wen LIU1,2,3, Jinglei TIAN4, Tingyu ZHU3, Mingshui YAO3*, #br# Yangyang GUO3*
摘要: 在全球向可持续低碳经济过渡的过程中,实现吸附剂高吸附容量和长久稳定性之间的平衡至关重要。本研究以具有Kagome构型的MFM-136为研究对象。采用XRD, BET, FT-IR, TG和SEM分析了MFM-136的结构和性质,考察了MFM-136的CO2吸附性能,进一步通过CO2穿透实验和原位红外光谱(in situ DRIFTS)实验明确了杂质气体与CO2之间的竞争吸附关系,揭示了烟气组分在MFM-136表面的共吸附机理。吸附实验结果表明,MFM-136在298 K下的CO2和H2O吸附容量分别为3.0和11.94 mmol/g,MFM-136的微孔(0.59 nm)及其骨架中的多重吸附位点使其可以在室温下选择性吸附CO2,298 K下CO2/N2吸附选择性达24,气体的等量吸附热达23 kJ/mol,在120℃脱气30 min即可实现吸附能力的完全再生。穿透实验和in situ DRIFTS实验表明,O2的存在促进了CO2的化学吸附。SO2在吸附剂上主要发生化学吸附,形成硫酸盐和亚硫酸盐。含氧条件下NO与O2反应生成NO2,与吸附剂之间形成强烈的化学吸附,生成硝酸盐和亚硝酸盐物种。水蒸气的存在不仅促进了CO2的化学吸附和碳酸氢盐的产生,同时也促进了CO2与SO2, NO之间的竞争吸附。