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^*

来源：低碳化学与化工, 2023, 48(05): 163-175.

• 甲烷
• 氮气
• 活性炭
• 金属有机骨架
• 复合材料
• 逐步合成法

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)。

• 单位
  太原理工大学