FeTPPs-CuBTC协同强化低浓度煤层气吸附分离

作     者：席国君 刘子涵 雷广平 XI Guojun;LIU Zihan;LEI Guangping

作者机构：中北大学能源动力工程学院山西太原030051 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2022年第73卷第9期

页      面：3940-3949页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51906232 51876015) 

主　　题：低浓度煤层气 二元混合物 吸附 分离 金属卟啉 金属-有机骨架 协同强化 

摘      要：高效分离CH_(4)/N_(2)混合物是实现低浓度煤层气利用的关键之一。基于原位封装策略采用一锅法将FeTPPs成功封装至CuBTC的孔隙中,通过两者的协同作用达到强化CH_(4)/N_(2)混合气体吸附分离的目的。实验结果显示,FeTPPs的封装增强了吸附剂与CH_(4)间的相互作用反而削弱了吸附剂与N_(2)间的相互作用,因此FeTPPs的封装有利于CH_(4)/N_(2)混合气体的吸附分离。基于理想吸附溶液理论(IAST)计算发现,在几乎不损失CH_(4)吸附量的情况下,常温常压下FeTPPs@CuBTC复合材料对CH_(4)/N_(2)混合气体的吸附选择性可达5.4,是CuBTC的1.28倍,也高于目前已报道的大部分zeotile和MOF材料。证实了FeTPPs封装策略在低浓度煤层气分离领域的应用潜力,也为新型吸附剂材料的开发提供了新的设计思路。