天然气在金属有机框架中的吸附:选择性,循环性和与甲吸附的比较
Karabi Nath1, Keenan R Wright1, Alauddin Ahmed2
1Department of Chemistry, University of Michigan, 930 North University Avenue, Ann Arbor, Michigan 48109, United States.
Journal of the American Chemical Society
|April 3, 2024
概括
金属有机框架 (MOF) 在吸附天然气 (ANG) 储存中的性能随着时间的推移而降低. 像乙这样的更重的碳化合物会积聚在MOF中,在重复的吸附-脱附周期中降低储存能力.
科学领域:
- 材料科学
- 化学工程
- 能量储存
背景情况:
- 吸附天然气 (ANG) 技术利用金属有机框架 (MOF) 等材料进行气体储存.
- 目前的评估通常使用纯甲,忽略了天然气中存在的更重的碳化合物.
- 乙和与MOF具有比甲更强的吸附相互作用,可能会影响储存性能.
研究的目的:
- 对于模拟NG的甲乙混合物,研究高性能MOF的吸附选择性.
- 评估这种选择性对循环吸附-脱吸过程中的储存和可交付能力的影响.
- 了解MOF在NG应用中的长期性能降低.
主要方法:
- 使用定量拉曼光谱分析吸附.
- 蒙特卡洛模拟用于模拟吸附行为.
- 循环吸附-脱吸试验模拟了NG的运行.
主要成果:
- 像MOF-5,MOF-177和SNU-70这样的MOF在95:5的混合物中显示出对乙的选择性.
- 连续的吸附 - 脱吸周期导致MOF中的乙积累.
- 这种积累导致储存能力逐渐减少,特别是在毛孔体积较小的MOF中.
结论:
- 简化使用纯甲来评估NG技术中的MOF是不够的.
- 在长期循环中,MOF中的乙积累显著降低了储存性能.
- 由于选择性碳化合物吸附,MOF孔积会影响性能降解的速度和程度.


