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铝富马酸金属有机骨架成型颗粒CO2动态吸附特性

2022-08-09马丽娇丁玉栋曾烽棋赵星星

煤炭科学技术 2022年6期

马丽娇,丁玉栋,曾烽棋,赵星星,朱 恂,王 宏,廖 强

(1.重庆大学 低品位能源利用技术及教育部重点实验室,重庆 400030;2.重庆大学 工程热物理研究所,重庆 400030)

0 引 言

根据国家海洋和大气管理局发布的全球气候年度报告,2020年全球陆地和海洋表面的年平均温度比20世纪的平均值13.9 ℃高出0.98 ℃,是1880—2020年有记录以来温度第二高的一年[1],而在《巴黎协定》要求,与工业化前水平相比,全球平均温度涨幅争取限定在1.5 ℃以内[2]。因此CO2作为含量最多的温室气体[3],降低CO2排放以缓解全球变暖刻不容缓。

CO2捕集与封存技术是一种有效减少CO2排放的重要手段,而燃烧后捕集CO2是对烟气中的CO2进行捕集和分离,这种方式适合绝大多数的排放源,包括燃煤电厂。吸附法因具有能耗低、无设备腐蚀的优点被广泛关注,而铝富马酸具有丰富的孔隙结构[4]、优异的稳定性[5]且可大规模生产[6],许多学者将它作为一种有新型吸附剂进行了相关研究。2009年德国学者基纳等[7]首次提出将铝离子和富马酸根离子配位产生铝富马酸,这种新型多孔金属有机骨架材料具有一维通道结构[8]。LIU等[9]和TEO等[10]使用铝富马酸进行除湿试验,材料显示出良好的除湿性能。KARMAKAR等[11]测量了铝富马酸的氟化物吸附性能,最大吸附量达到600 mg/g。SADIQ等[12]将铝富马酸与磁性纳米粒子复合制成磁性骨架复合材料,该复合材料对甲烷的吸收量达18.2 cm3/g。COELHO等[13]研究含湿条件下铝富马酸的CO2吸附性能,当相对湿度为14%时,CO2吸附量降低了17%,CO2和H2O的等位吸附热分别为21 kJ/mol和44 kJ/mol。刘骐玮等[14-15]提出一种在室温下、以水为溶剂快速的合成方法,研究负载量、吸附温度等条件对聚乙烯亚胺改性铝富马酸粉末的吸附特性。……

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