富馬酸鋁微球吸附劑制備及其CO2吸附特性

趙星星，丁玉棟，劉騏瑋，朱 恂，王 宏，廖 強

(1.重慶大學 低品位能源利用技術及教育部重點實驗室，重慶 400030；2.重慶大學 工程熱物理研究所，重慶 400030)

0 引 言

二氧化碳(CO2)被認為是導致全球氣候變化的主要因素，因此受到越來越多的關注[1]。碳捕集和儲存(CCS)技術被認為是降低大氣中CO2含量最有希望的方法。CO2捕集技術有很多種：液氨吸收、膜分離、吸附等。液氨吸收技術較為成熟，已在許多電廠得到商業應用。然而，它存在許多缺點：能耗高、設備腐蝕、有毒和胺損失等[2]。因此，由于多孔材料具有較高的CO2吸附能力、更高的效率和較低的再生能量需求，因此其CO2吸附進入了研究人員的視野[3-4]。最理想的CO2吸附劑必須具有高吸附容量、穩定性和低成本[5-6]。然而，要生產傳統的CO2吸附劑，如沸石、石墨烯和金屬氧化物，通常需要進行繁瑣的步驟，如高溫煅燒或重復洗滌[7-8]，這限制了傳統CO2吸附劑的大規模生產和應用。

金屬-有機骨架(MOF)由金屬離子(或團簇)和有機連接物組成，具有高比表面積、孔徑可維持性、大孔體積等優異性能，在催化、藥物釋放、分離，特別是氣體儲存等方面具有很高的應用潛力[9-12]。富馬酸鋁MOF由鋁離子和富馬酸自由基構成。其孔徑為0.6 nm×0.45 nm[13]。富馬酸鋁MOF的熱穩定性和濕穩定性在眾多MOF中最為突出。因此，它在氣體吸附和分離[14-15]、污染物去除[16-17]、電池[18]和熱泵應用[19-20]方面具有巨大潛力。富馬酸鋁MOF的傳統合成方法是水熱合成：將鋁鹽、富馬酸、氫氧化鈉或尿素溶解在熱水中一定時間，生成富馬酸鋁MOF[13,15,21]。這種方法的缺點是殘留的有機連接物難以去除，熱反應的解決效率不高。……