基于氨基酸的深溶解溶剂功能化NH-UiO-66用于从烟气中选择性捕获CO

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:

• 从烟气中有效捕获二氧化碳 (CO2) 对于减轻温室气体排放至关重要.
• 烟气中低二氧化碳部分压力需要高度选择性的吸附剂,以有效捕获和利用.
• 开发节能二氧化碳捕获技术对于环境可持续性至关重要.

研究的目的:

• 通过在NH2-UiO-66金属有机框架 (MOF) 上固定基于氨基酸的深溶剂 (DES) 来提高二氧化碳捕获性能.
• 研究合成的DES@MOF复合材料的二氧化碳吸附能力,选择性和稳定性.
• 评估这些复合材料在燃气中节能捕获二氧化碳方面的潜力.

主要方法:

• 基于氨基酸的DES的合成,使用 (Pro) 或甘氨酸 (Gly) 作为键受体 (HBA) 和单乙醇胺 (MEA) 作为键捐赠体 (HBD).
• 通过浸将DES固定在NH2-UiO-66 MOF上.
• 使用FTIR,FESEM-EDX,TGA和BET表面积分析进行表征.
• 在各种温度和压力下使用石英晶体微平衡 (QCM) 进行二氧化碳吸附和选择性测量.

主要成果:

• 成功地将DES固定在NH2-UiO-66上,而不损害微孔性.
• 由于增强的吸附剂-DES相互作用,DES功能化显著增加了CO2吸附能力 (1.54x为DES1@MOF,0.75x为DES2@MOF).
• 观察到改善的CO2/N2选择性和有利的吸附热力学.
• 复合材料在10个吸附/脱附周期后保持了98%以上的初始容量,显示出良好的稳定性.

结论:

• 基于氨基酸的DES@MOF复合材料是从烟气中捕获二氧化碳的有效材料.
• 增强的二氧化碳捕获性能归因于DES和MOF框架之间的协同效应.
• 这些复合材料代表了开发节能二氧化碳捕获和利用技术的有希望的途径.