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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
双金属Nix/Mg1-x-MOF-74材料用于高效CO2/N2分离(英文) 附视频
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  • 作者

    张鑫 李国强 红梅 班红艳

  • 摘要
    为了提高Mg-MOF-74在CO2/N2混合气氛中对CO2气体的分离选择性,本文采用溶剂热合成法制备了系列的MgMOF-74和Nix/Mg1-x-MOF-74吸附剂。通过优化合成过程中的乙酸添加量,有效提高了Mg-MOF-74对CO2的吸附量。在此基础上,通过金属改性制备了双金属MOF-74吸附剂。采用多组分动态吸附穿透分析和计算模拟相结合的方法,考察了不同吸附材料对CO2/N2的选择性及其吸附亲和度。结果表明:在纯CO2和15%CO2/85%N2(vol/vol)的常温气氛下,Ni0.11/Mg0.89-MOF-74对CO2的动态吸附量和选择性分别为7.02 mmol/g和20.50,比Mg-MOF-74的吸附量和选择性提高了10.2%和18.02%。XPS、SEM和N2吸脱附等表征分析得出这归因于更稳定的不饱和金属位Ni进入Mg-MOF-74结构后对孔隙结构以及双金属之间的协同作用。DFT模拟计算结果表明,两种金属间的协同作用调变了材料的静电势强度和梯度,这对小直径、大四极矩值的CO2分子吸附更有利。此外,双金属Ni0.11/Mg0.89-MOF-74表现出良好的循环稳定性。
  • 关键词

    CO2捕集Mg-MOF-74CO2/N2分离吸附穿透曲线密度泛函理论

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