氨基改性MIL-101(Cr)用于CH_4/CO_2吸附分离的研究

采用浸渍法合成氨基改性金属有机骨架材料MIL-101(Cr),并用XRD、N2吸附和脱附、FT-IR和TG等表征手段考察材料的结构和性能,测试氨基改性MIL-101(Cr)吸附剂在101.3k Pa、25℃下的CO2、CH4吸附量。结果表明,氨基改性后的MIL-101(Cr)与CO2作用力显著增强,提高了CO2吸附量和CO2/CH4分离性能。PEI/MIL-101(Cr)质量比为70的MIL-101-PEI-70吸附剂的CO2吸附量由50.55cm3/g增加到89.43cm3/g,提升76%,而CH4吸附量由10.62cm3/g下降为5.91cm3/g,降低44%,用理想吸附溶液理论预测其CH4/CO2吸附选择性由11增加到255。吸附CO2后的吸附剂可在80℃、真空下再生,脱附条件温和。

晶种、Cr源及矿化剂对金属有机骨架材料MIL-101合成的影响

采用水热法合成金属有机骨架材料MIL-101。考察晶种、Cr源及矿化剂对合成的影响。利用X线粉末衍射仪(XRD)、比表面积及孔隙分析仪对合成材料进行表征。结果表明:直接水热法合成的材料Brunauer-EmmettTeller(BET)比表面积为3 295 m2/g,产率为38.46%。加入晶种后能大大改善合成材料的质量,比表面积及产率都有很大幅度的提高,晶种量为12.2%时样品最优,比表面积为3 602 m2/g,产率为77.06%。Cr2(SO4)3作为Cr源时不能合成目标产物,Cr(NO3)3及Cr Cl3作为Cr源在不同矿化剂下均能合成目标产物MIL-101,并且Cr(NO3)3作为Cr源不加矿化剂条件下合成的样品最优,比表面积为3 234 m2/g,产率为68.20%,产率较直接水热合成的样品有很大的提高。

多组分气体吸附平衡预测的探究

为解决由纯组分吸附平衡拟合结果预测多组分气体吸附平衡的问题,在纯组分模型构建时考虑吸附剂表面的不均一性提出了新的双位点吸附模型(Langmuir-Freundlich-Langmuir),将其吸附行为假设为两类不同吸附位共同作用的结果。在进行双组分的预测时考虑了两类位点的不同排布而导致的两种边界情况,对于每个体系的二元组分吸附平衡的预测都能够很好的满足其中的一种边界情况,三组分气体预测取得良好效果。另外从纯组分模型选取、多组分平衡预测的方程构建方面探讨了影响多组分预测精度的几个因素。