利用卟啉配体制备光响应吸附材料文献综述

 2021-12-26 04:12

全文总字数:4695字

文献综述

1.1研究意义天然气作为清洁车用能源越来越受到重视, 但是安全、经济、高效地储存问题一直是阻碍其作为车用燃料的一个主要因素。

天然气的主要成分为甲烷, 因此, 开发甲烷存储材料及研究甲烷的吸附机理显得十分重要[7]。

另一方面,在市政污泥厌氧消化、餐厨垃圾厌氧处置、农业废弃物能源化等过程中可能产生大量含有 CO2、CH4的混合气体,因此有效分离CO2、CH4和 N2等获得纯净气体对于推进废弃物资源化、能源化以及实施节能减排战略具有重要的意。

相对于吸收、膜分离、低温蒸馏等分离方法,吸附法以其工艺简单、成本较低等优势而备受关注,因此,设计制备出具有高吸附容量、高选择性、结构稳定的新型吸附材料是实现CH4捕获或混合气体分离的关键[1]。

天然气作为绿色能源,在能源应用方面有着良好前景,然而,天然气的吸附储存研究仍然从以下三个方面展开:1 多孔碳质天然气吸附剂;2 金属有机框架吸附剂;3 多孔材料内吸附天然气水合物;4 超临界吸附理论及分子模拟。

由于其中一些吸附剂制备过程复杂、化学稳定性和热稳定性较差,并且存在重复使用后吸附性能显著降低等问题,限制了其应用;另外,一些均相吸附材料导致相对复杂的后处理过程,且能耗高,不利于大规模应用。

[9]金属有机框架材料(MOFs)是近十几年来被广泛关注的一种有机-无机杂化材料,具有高孔隙率、高比表面积、丰富的拓扑结构、易于修饰、较高的稳定性等特点,被广泛应用于吸附、催化、气体存储、分离、传感、药物传输等领域[4]。

MOF 材料具有吸附能力强、孔结构高度有序、孔径形状与大小可调等特点, 与传统多孔材料如沸石、碳纳米管、活性炭相比, 最显著的优势在于通过修饰有机配体可以对孔道表面性质等进行调控, 达到增加对特定吸附质吸附亲和力的目的。

所以, MOF 材料在吸附储存领域具有潜在的发展前景[8]。

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