CuCl@MIL-101(Cr)吸附剂制备及其CO/N2吸附分离性能研究
2016-03-21杨魁智马正飞
段 龙,吕 勇,杨魁智,马正飞
(南京工业大学化工学院,江苏 南京 210009)
CuCl@MIL-101(Cr)吸附剂制备及其CO/N2吸附分离性能研究
段 龙,吕 勇,杨魁智,马正飞*
(南京工业大学化工学院,江苏 南京 210009)
采用浸渍法将不同量的CuCl负载在MIL-101载体上制备了CuCl@MIL-101吸附剂材料,并用X射线衍射分析(XRD)、热重分析(TG)、傅立叶变换红外光谱分析(FT-IR)、N2吸附和脱附等方法进行表征,测试CuCl@MIL-101在101.3kPa、25℃下的CO、N2吸附量,依据理想吸附溶液理论模型(IAST)计算吸附剂对CO/N2二元混合气体的吸附选择性。结果表明:CuCl的负载加大了CO在CuCl@MIL-101上的吸附容量,其最佳负载量为4mmol/g MIL-101。在101.3kPa下,最佳CuCl负载量的吸附剂对CO的吸附容量由44.62cm3/g提高到56.63cm3/g,对N2的吸附容量由10.88cm3/g下降到4.38cm3/g,提高了吸附剂对CO/ N2的吸附选择性,对CO/N2的吸附选择性由79提高到200。CuCl@MIL-101在200℃、真空下可再生。
CuCl;MIL-101;浸渍;吸附剂;一氧化碳;选择性
CO是重要的化工原料气体[1,2],但是微量的CO却能使许多催化剂中毒,同时排放到大气中会造成污染,人体吸入后也会中毒。因此分离和提纯CO具有重要意义[3]。从混合气体中分离CO的常用方法有深冷法、COSORB法和变压吸附(PSA)法[4]。PSA法是最为有效的分离技术,用PSA法分离CO的主要难点是现有吸附剂对CO的吸附量与CO/N2的分离系数都比较小。常用吸附剂是载铜的沸石分子筛,活性炭或者氧化铝,由于这些载体的比表面积和孔容都很低,限制了铜盐负载量,导致CO吸附量不高。
因此,开发出新型高效CO吸附剂是PSA法分离CO的关键。近年来,金属有机骨架材料的出现及其所具有的特点引起了极大关注。其中MIL-101比表面积和孔隙率高、稳定性好[5],是理想的吸附剂载体[5]。……
