深度脱硫与记录SO2在金属有机框架上的吸附
Fuqiang Chen1, Dan Lai1, Lidong Guo1
1Key Laboratory of Biomass Chemical Engineering of ministry of Education, College of Chemical and Biological Engineering, Zhejiang University, 38 Zheda Road, Hangzhou 310027, P. R. China.
Journal of the American Chemical Society
|June 11, 2021
概括
基于酸盐的新金属有机框架 (MOF) 显示出异常的二氧化硫 (SO2) 捕获能力和稳定性,对于烟气脱硫和天然气净化应用至关重要.
科学领域:
- 材料科学
- 化学工程
- 环境科学
背景情况:
- 选择性去除二氧化硫 (SO2) 对烟气脱硫和天然气净化等工业过程至关重要.
- 在低部分压力和强大的循环稳定性下开发具有高SO2容量的吸附剂是一个重大挑战.
研究的目的:
- 开发基于酸盐的新型同结构金属有机框架 (MOF) 以有效和选择性捕获二氧化硫.
- 研究这些MOF的吸附机制,容量,选择性和长期稳定性.
主要方法:
- 同结构酸基MOF的合成.
- 气体吸附等热量和突破性实验来评估SO2吸收和选择性.
- 分散校正密度函数理论 (DFT) 的计算和单晶X射线衍射以阐明吸附机制.
- 循环吸附-脱吸试验以评估材料的稳定性.
主要成果:
- 基于酸盐的MOF表现出大量的键供体,用于选择性SO2识别和密集包装.
- 在0.002bar的Co-gallate上达到超高的SO2吸附量 (6.13 mmol cm-3),超过现有的MOF.
- 在SO2/CO2 (325),SO2/N2 (>1.0 × 10^4) 和SO2/CH4 (>1.0 × 10^4) 中被证明具有最高的选择性.
- 在5个循环后,MOF的性能保持不变,显示出极好的循环稳定性.
结论:
- 由于强结合相互作用和最佳孔隙结构,设计的基于酸盐的MOF为有效的SO2捕获提供了有前途的解决方案.
- 这些材料在容量,选择性和稳定性方面表现出优异的性能,适用于深度SO2去除应用.
