夏启斌 苗晋朋 孙雪娇 周欣 李忠 奚红霞

(华南理工大学化学与化工学院，广东广州510640)

沼气作为生物质能源的一种，主要成分为甲烷、二氧化碳以及少量的氮气、氢气等气体，其中CO2约占20%～40%.沼气中的CO2不仅会降低沼气的热值，同时CO2排放到大气中也会导致温室效应，使沼气的应用受限.因此，从沼气中脱除CO2得到较为纯净的生物甲烷气，实现CH4/CO2高效分离显得尤为重要.

沼气脱除CO2的方法有很多:低温蒸馏法、溶剂吸收法、膜分离法、吸附分离法等［1］，其中，以多孔吸附材料为核心的吸附法分离CO2技术具有投资少、工艺流程简单、高能效、经济等优点，在CO2分离领域有广阔的应用前景.常见的CH4/CO2吸附分离材料包括沸石、活性炭、钙的氧化物和水滑石类等［2-4］，然而这些吸附材料对CO2的吸附分离普遍存在选择性低、不宜再生的缺点，且在工业应用中亦存在工艺投资费用大、吸附效率低等问题［5］.

新型金属有机骨架多孔材料(MOFs)具有传统吸附材料(沸石、活性炭)所无法比拟的优点，如比表面积超高、孔结构规整、孔径大小设计可调，表面化学基团修饰可调、易功能化等，在CO2吸附分离领域具有很好的潜在应用前景［6-9］.近年来，代号为MIL-101的金属有机骨架材料以其巨大的比表面积、良好的水热稳定性，以及存在中微双孔等优点［10］，而备受人们的关注.目前，虽然有关CH4、CO2混合气体在MIL-101上吸附选择性的研究还很少［11-13］，但这些基础数据对于MIL-101的吸附选择性评价以及吸附床的设计具有重要的理论参考价……