化工学报
化工學報
화공학보
CIESC Jorunal
2015年
11期
4469-4475
,共7页
刘有毅%黄艳%何嘉杰%肖静%夏启斌%李忠
劉有毅%黃豔%何嘉傑%肖靜%夏啟斌%李忠
류유의%황염%하가걸%초정%하계빈%리충
MOF-74(Ni)%吸附%一氧化碳%吸附选择性%二元混合物
MOF-74(Ni)%吸附%一氧化碳%吸附選擇性%二元混閤物
MOF-74(Ni)%흡부%일양화탄%흡부선택성%이원혼합물
MOF-74(Ni)%adsorption%carbon monoxide%adsorption selectivity%binary mixture
主要研究了MOF-74(Ni)材料对CO/N2/CO2的吸附分离性能。应用水热法合成制备MOF-74(Ni),分别采用全自动表面积吸附仪、P-XRD、扫描电子显微镜对材料的孔隙结构和晶体形貌进行了表征,应用静态吸附法测定了CO、N2和CO2在MOF-74(Ni)上的吸附等温线,应用DSLF方程模拟了3种气体MOF-74(Ni)上的吸附等温线,依据IAST理论模型计算了MOF-74(Ni)对CO/N2二元混合物和CO/CO2二元混合物的吸附选择性。研究结果表明:在0.1 MPa和常温条件下,MOF-74(Ni)材料对CO吸附容量高达6.15 mmol·g?1,而相同条件下N2的吸附量只有0.86 mmol·g?1。MOF-74(Ni)在低压下(0~40 kPa)对CO的吸附量明显高于其对CO2的吸附量。应用IAST模型估算MOF-74(Ni)对二元混合物吸附选择性的结果表明:MOF-74(Ni)对CO/N2混合物的吸附选择性在1000以上;MOF-74(Ni)对 CO/CO2的吸附选择性在4~9范围,在所研究的二元气体混合物吸附体系中,MOF-74(Ni)都能优先吸附CO。
主要研究瞭MOF-74(Ni)材料對CO/N2/CO2的吸附分離性能。應用水熱法閤成製備MOF-74(Ni),分彆採用全自動錶麵積吸附儀、P-XRD、掃描電子顯微鏡對材料的孔隙結構和晶體形貌進行瞭錶徵,應用靜態吸附法測定瞭CO、N2和CO2在MOF-74(Ni)上的吸附等溫線,應用DSLF方程模擬瞭3種氣體MOF-74(Ni)上的吸附等溫線,依據IAST理論模型計算瞭MOF-74(Ni)對CO/N2二元混閤物和CO/CO2二元混閤物的吸附選擇性。研究結果錶明:在0.1 MPa和常溫條件下,MOF-74(Ni)材料對CO吸附容量高達6.15 mmol·g?1,而相同條件下N2的吸附量隻有0.86 mmol·g?1。MOF-74(Ni)在低壓下(0~40 kPa)對CO的吸附量明顯高于其對CO2的吸附量。應用IAST模型估算MOF-74(Ni)對二元混閤物吸附選擇性的結果錶明:MOF-74(Ni)對CO/N2混閤物的吸附選擇性在1000以上;MOF-74(Ni)對 CO/CO2的吸附選擇性在4~9範圍,在所研究的二元氣體混閤物吸附體繫中,MOF-74(Ni)都能優先吸附CO。
주요연구료MOF-74(Ni)재료대CO/N2/CO2적흡부분리성능。응용수열법합성제비MOF-74(Ni),분별채용전자동표면적흡부의、P-XRD、소묘전자현미경대재료적공극결구화정체형모진행료표정,응용정태흡부법측정료CO、N2화CO2재MOF-74(Ni)상적흡부등온선,응용DSLF방정모의료3충기체MOF-74(Ni)상적흡부등온선,의거IAST이론모형계산료MOF-74(Ni)대CO/N2이원혼합물화CO/CO2이원혼합물적흡부선택성。연구결과표명:재0.1 MPa화상온조건하,MOF-74(Ni)재료대CO흡부용량고체6.15 mmol·g?1,이상동조건하N2적흡부량지유0.86 mmol·g?1。MOF-74(Ni)재저압하(0~40 kPa)대CO적흡부량명현고우기대CO2적흡부량。응용IAST모형고산MOF-74(Ni)대이원혼합물흡부선택성적결과표명:MOF-74(Ni)대CO/N2혼합물적흡부선택성재1000이상;MOF-74(Ni)대 CO/CO2적흡부선택성재4~9범위,재소연구적이원기체혼합물흡부체계중,MOF-74(Ni)도능우선흡부CO。
This work investigates the adsorption performance of adsorbent MOF-74(Ni) for CO/N2 and CO2/CO2 binary gas mixtures. Adsorbent MOF-74(Ni) with high density of coordinatively unsaturated sites was synthesized by a hydrothermal method, and characterized with N2 adsorption, P-XRD, and SEM. The adsorption isotherms of CO, N2 and CO2 on MOF-74(Ni) were measured, and the selectivities for CO/N2 and CO/CO2 were calculated based on ideal adsorbed solution theory (IAST). Results showed that adsorbent MOF-74(Ni) achieved superior CO adsorption capacity of 6.15 mmol·g?1 at 298 K and 0.1 MPa, and as low as 0.86 mmol·g?1 for N2. In low pressure range of 0—40 kPa, MOF-74(Ni) showed significantly higher uptake for CO than that for CO2. Moreover, IAST-predicted CO/N2 selectivity of MOF-74(Ni) is above 1000, and its CO/CO2 selectivity is in the range of 4—9. It suggests that MOF-74(Ni) is more favorable for CO adsorption than N2and CO2 adsorption.