针对CO2吸附的定制Zr生物-MOF结构:对无粘合剂颗粒化和基于酸盐的挤出进行比较研究

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:

• 开发有效的二氧化碳 (CO2) 捕获吸附剂对于缓解气候变化至关重要.
• 金属有机框架 (MOF) 为气体吸附提供高表面积和可调节的多孔性.
• 在工业应用中,将MOF塑成颗粒和挤出材料等坚固的形式是必不可少的.

研究的目的:

• 合成和配制一种超微孔,生物基的MOF (MIP-202) 变成有形吸附剂.
• 调查配方参数对MIP-202.2的物理完整性和二氧化碳吸附性能的影响.
• 评估工业应用的MIP-202形状的二氧化碳捕获效率,选择性,稳定性和经济可行性.

主要方法:

• 使用L-酸合成生物基MOF (MIP-202) 的合成.
• 用奇托制成压缩颗粒和挤出材料的MIP-202的配方.
• 使用XRD,FTIR,SEM,TGA和BET分析进行物理化学表征.
• 二氧化碳吸附/溶解等热体,选择性测量和循环稳定性测试.

主要成果:

• 配制的MIP-202颗粒和挤出材料保持了超微孔结构 (<1 nm) 和高热/机械稳定性.
• 形状吸附剂保留了原始粉末 (18.7cm3g-1在298K,1bar) 的高达99%的二氧化碳吸附能力.
• 在干燥和潮湿的条件下观察到高的CO2 / N2选择性 (24-25),由于吸附的低同位热 (30-40kJ mol-1) 有效的再生.
• 材料在10个TSA周期中表现出中等的湿度稳定性和出色的周期稳定性.

结论:

• 用奇托配制的MIP-202为二氧化碳捕获提供了强大且具有成本效益的解决方案.
• 形状吸附剂表现出卓越的性能和稳定性,适用于工业烟气分离.
• 生物基性质和MOF联体的低成本有助于其对碳捕获技术的经济可行性.