鋁富馬酸金屬有機骨架成型顆粒CO2動態吸附特性

馬麗嬌，丁玉棟，曾烽棋，趙星星，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

根據國家海洋和大氣管理局發布的全球氣候年度報告，2020年全球陸地和海洋表面的年平均溫度比20世紀的平均值13.9 ℃高出0.98 ℃，是1880—2020年有記錄以來溫度第二高的一年[1]，而在《巴黎協定》要求，與工業化前水平相比，全球平均溫度漲幅爭取限定在1.5 ℃以內[2]。因此CO2作為含量最多的溫室氣體[3]，降低CO2排放以緩解全球變暖刻不容緩。

CO2捕集與封存技術是一種有效減少CO2排放的重要手段，而燃燒后捕集CO2是對煙氣中的CO2進行捕集和分離，這種方式適合絕大多數的排放源，包括燃煤電廠。吸附法因具有能耗低、無設備腐蝕的優點被廣泛關注，而鋁富馬酸具有豐富的孔隙結構[4]、優異的穩定性[5]且可大規模生產[6]，許多學者將它作為一種有新型吸附劑進行了相關研究。2009年德國學者基納等[7]首次提出將鋁離子和富馬酸根離子配位產生鋁富馬酸，這種新型多孔金屬有機骨架材料具有一維通道結構[8]。LIU等[9]和TEO等[10]使用鋁富馬酸進行除濕試驗，材料顯示出良好的除濕性能。KARMAKAR等[11]測量了鋁富馬酸的氟化物吸附性能，最大吸附量達到600 mg/g。SADIQ等[12]將鋁富馬酸與磁性納米粒子復合制成磁性骨架復合材料，該復合材料對甲烷的吸收量達18.2 cm3/g。COELHO等[13]研究含濕條件下鋁富馬酸的CO2吸附性能，當相對濕度為14%時，CO2吸附量降低了17%，CO2和H2O的等位吸附熱分別為21 kJ/mol和44 kJ/mol。劉騏瑋等[14-15]提出一種在室溫下、以水為溶劑快速的合成方法，研究負載量、吸附溫度等條件對聚乙烯亞胺改性鋁富馬酸粉末的吸附特性。……