含基合微孔聚合物,包括3D三角烯,用于选择性捕获N_{2和CH4以上的CO2和CH4}

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 环境科学 环境科学

背景情况:

• 大气中二氧化碳度的上升推动了全球变暖,需要先进的碳捕获技术.
• 氨基基溶剂虽然常用于二氧化碳捕获,但受到降解,腐蚀和高再生能源需求的影响.
• 微孔吸附剂为物理二氧化碳吸附提供了一种高效和选择性的替代品.

研究的目的:

• 合成一种含有3D-三素的新型超交联微孔聚合物 (TBPP-OH) 与基组.
• 评估合成聚合物的二氧化碳吸附能力,选择性和稳定性.
• 用吸附模型研究二氧化碳吸附机制.

主要方法:

• 简单的一合成TBPP-OH,一个基于三基的微孔聚合物.
• 关于微性,表面积 (BET) 和热稳定性 (Td,炭收益率) 的TBPP-OH的表征.
• 为了确定吸附能力和选择性,在273K和1bar下测量了CO2,N2和CH4吸附/脱附等温体. 朗迈尔和双位点朗迈尔模型被用于分析吸附机制.

主要成果:

• TBPP-OH表现出显著的微孔性 (70%Vmic),高的BET表面积 (838 m2 g-1),以及出色的热稳定性 (Td = 372 °C,煤炭产量> 60%).
• 该聚合物对二氧化碳具有强烈的亲和力 (Qst = 32.9 kJ/mol),其二氧化碳吸附能力高达2.77 mmol/g,温度为273 K,1 bar.
• 观察到高选择性对CO2超过N2和CH4,表明有效的CO2分离的潜力.

结论:

• 合成的TBPP-OH因其高表面积,微孔性,热稳定性和二氧化碳亲和力而成为捕获二氧化碳的有希望的吸附剂.
• 三基单元有助于聚合物的理想性质,以有效吸附二氧化碳.
• TBPP-OH为传统的二氧化碳捕获方法提供了可行的替代方案,在气体分离和碳管理方面具有潜在的应用.