Zn掺杂对Ni-MOF-74的CO2/N2吸附分离性能的影响

作者：杜颖哲; 阳立波; 王欣鹏; 曾德乾; 陈锡勇; 马光灿; 林鹏^*

来源：广西大学学报(自然科学版), 2023, 48(06): 1434-1445.

DOI：10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2023.1434

• 金属有机框架材料
• CO2/N2分离
• 双金属多孔材料
• 理想吸附溶液理论选择性
• 吸附等温线

为了探究Zn掺杂对Ni-MOF-74的CO2/N2吸附分离性能的影响，以Zn、Ni为中心原子，采用水热法合成了一系列双金属ZnxNi1-x-MOF-74材料，并通过XRD、TG-DSC、SEM等对其在不同金属掺杂比例下的材料物化性能进行了研究，探究双金属协同作用对材料结晶度、热稳定性、晶体尺寸和形貌的影响。在热力学温度为273、298 K、压力为0～100 kPa的条件下测试一系列ZnxNi1-x-MOF-74的CO2吸附等温线。结果表明：Zn0.5Ni0.5MOF-74吸附性能最佳，当273 K、100 kPa时，对CO2的吸附量最大，可达149 cm3/g;当热力学温度为298 K、压力为100 kPa时，根据理想吸附溶液理论(ideal adsorption solution theory)估算CO2/N2二元混合物的吸附选择性可达39,吸附分离性能优异，且对CO2具有良好的循环吸附性能；此外，使用克劳修斯-克拉佩龙方程计算了等量吸附热。Zn掺杂提高了Ni-MOF-74的CO2/N2吸附分离性能，Zn2+占金属离子总量的摩尔分数为50%时性能最佳。

• 单位
  材料学院; 广西大学; 中广核研究院有限公司