金属-有机骨架材料用于CO_2吸附的研究进展

综述了近年来MOFs材料对纯CO_2吸附及从二元混合气中对CO_2进行吸附分离领域的研究进展,讨论了吸附温度,比表面积对材料CO_2吸附量的影响,阐明了材料吸附及分离CO_2的机理,指出了负载官能团、掺杂金属离子、制备复合材料是提高材料CO_2吸附性能的有效手段。目前,将金属-有机骨架材料作为CO_2吸附剂仍面临成本过高,吸附性能有待进一步加强等问题,只有解决了这些问题,材料才能实现工业化应用。     

固体多孔材料对CO_2吸附性能研究进展

综述了沸石、活性炭、硅基介孔材料、金属有机骨架等几种多孔材料对CO_2吸附性能的研究进展。还阐述了多级孔材料对CO_2的吸附进展。指出了二氧化碳吸附捕集面临的问题,并展望了二氧化碳吸附剂的发展趋势。     

云杉球果果壳材料可以减少CO_2排放量

正最近的一项研究表明,利用云杉球果果壳可以制备一种能够捕集和储存CO_2的材料,其性能优于其他固体吸附剂。专家认为,碳捕集和封存技术——从烟气中捕获CO_2并将其注入地下,对遏制气候变化是必要的。但是,使用水胺溶液的常规碳捕集技术成本过高,这促使科学家研究成本较为低廉的碳捕集方法。由金属有机骨架材料(MOF)衍生出的碳基多孔材料对CO_2具有较高的吸附容量,但是,金属有     

炭基吸附剂用于二氧化碳捕集的研究进展

大气中人为来源的CO_2持续增加,使针对碳捕集和储存的研究势在必行。目前的CCS技术被认为是可持续的碳减排途径。而常用的液胺吸收技术存在副产物危险性大、再生能耗高等缺点。另一种基于膜分离的替代技术又处于起步阶段。因此,研究开始关注开发更实用的固体吸附剂来捕捉燃烧后烟气中的CO_2。炭基材料因其独特的性能在低温、中高压条件下对捕集CO_2受到广泛关注。文章综合概述了低成本的热解炭、活性炭(AC)、金属有机碳骨架材料(MOFs)和纳米碳材料在CO_2捕集中的应用。     

多孔碳吸附分离CO_2研究进展

多孔碳材料由于其高比表面积、低密度、较高的热稳定性以及化学稳定性而被广泛应用于气体吸附、储存与分离、催化剂载体和电极材料等诸多领域,因此多孔碳材料成为研究人员关注的焦点。本文综述了活性炭、碳分子筛和碳纳米管等多孔碳材料对CO_2吸附分离性能的研究进展。还介绍了多级孔碳在吸附CO_2中的研究进展。指出了多孔碳材料作为CO_2的吸附剂的不足,并对CO_2吸附分离及其吸附剂的发展进行了展望。     

金属有机骨架材料在吸附分离CH_4/N_2中的研究进展

简单介绍了金属有机骨架材料的发展,主要从甲烷选择型MOF吸附剂、氮气选择型MOF吸附剂2个方面综述了金属有机骨架材料在CH4/N2分离中的研究进展,并对MOFs吸附剂与传统吸附剂的CH4/N2分离性能进行了比较,同时展望了MOFs吸附剂在低品质煤层气脱N2过程的应用前景。     

车用燃料油固体脱硫吸附剂的研究进展

吸附脱硫的优势是投资成本低、操作条件温和,其技术关键在于研发吸附硫容量大、选择性高和再生性能好的固体吸附剂。本文综述了车用燃料油固体脱硫吸附剂的研究进展,包括常规的分子筛、活性炭、金属氧化物吸附剂以及一种新型金属-有机骨架（MOFs）材料脱硫吸附剂。从吸附机理、制备方法、脱硫效果等方面分析了上述吸附剂的优缺点和改进方向。提出今后的固体脱硫吸附剂可从吸附机理出发在分子尺度上设计和组装新材料的观点。     

MgO吸附剂捕集CO2的研究进展

煤大规模燃烧产生的CO_2加剧了温室效应,CO_2捕集、利用和储存(CCUS)是一种可实现燃煤电站大规模碳减排的关键技术。固体材料吸附CO_2技术被认为是具有良好应用前景的碳捕集技术。在众多固体CO_2吸附剂中,Mg O因具有较高吸附容量、较低成本、较低再生能耗和广泛可用性被认为是理想的CO_2吸附材料。综述了常规Mg O的CO_2吸附性能,针对Mg O吸附CO_2存在的问题,重点介绍了提高Mg O吸附CO_2性能的方法,主要包括优化结构和添加碱金属熔融盐等可行方法。最后综合分析了Mg O吸附剂用于工业CO_2捕集的优势及面临的挑战,从Mg O的制备工艺、规模化成型及捕集CO_2系统设计优化等方面对今后的研究方向进行了展望。     

配位不饱和金属-有机骨架材料吸附CO_2的研究进展

配位不饱和金属-有机骨架(MOFs)材料是一种极具潜力的小分子气体吸附分离储存材料。本文回顾了近几年MOFs材料在捕集CO_2领域的发展状况,对近年来研究比较集中的几种金属配位不饱和MOFs材料进行了详细的介绍与比较,如MIL系列、Cu-BTC系列及MOF-74等。该工作为系统地认识MOFs和拓展其未来在CO_2吸附分离领域的应用提供了帮助。本文同时也进一步指出不饱和金属配位的存在对多孔MOFs材料的吸附性能起着重要作用。在多孔MOFs材料对CO_2捕集效果仍不能满足工业需求的现状下,预测合理设计MOFs的金属配位中心且通过活化处理调控MOFs中金属的配位状况,甚至对其孔道表面功能化修饰将是该类型材料的发展方向,并在最后从制备方法、金属中心的选择与表面改性3方面作了总结。     

煤基吸附剂脱除燃煤电厂烟气中汞的研究进展

燃煤电厂产生的烟气是汞排放的主要来源之一。概述了目前电厂烟气中汞污染情况和主要脱汞方法,介绍了煤基吸附剂在汞污染控制中的应用。煤基吸附剂应用于烟气脱汞时其吸附活性与多种因素有关,总结了烟气中SO2,CO2,CO,HCl等成分对活性炭吸附剂脱汞性能的影响,讨论了不同吸附温度和炭汞比例下活性炭的吸附效率,分析了不同改性方法对活性炭脱汞效率的影响机理。针对活性炭脱汞成本较高的问题,介绍了飞灰吸附剂的脱汞性能及吸附温度和入口汞含量对其的影响。此外,褐煤活性焦成本低廉,具有丰富的比表面积和孔径结构,化学活性高,吸附性能好,是一种很有前景的电厂烟气脱汞用吸附剂。     

多孔固体吸附剂的CO_2吸附性能研究

综述了目前研究最为广泛的几种多孔CO_2吸附剂的制备方法及其吸附性能,其中着重讨论了杂原子掺杂多孔碳材料的CO_2吸附性能并对其未来的发展前景进行了展望。多孔CO_2吸附剂由于其低能耗、低腐蚀、良好的再生性能和易于改性而得到了广泛的研究。通过对其改性制备出的新型固体吸附剂,可以达到高效吸附CO_2的目的,为实现减少温室气体和合理利用CO_2资源的目标做出贡献。     

乙二胺改性金属有机骨架材料MIL-101(Cr)常压下吸附CO

采用溶剂热法将乙二胺接枝到金属有机骨架材料MIL-101(Cr)上,用于常压下CO_2的吸附,研究了乙二胺接枝量及温度对材料结构、形貌和CO_2吸附性能的影响.结果表明,乙二胺改性的MIL-101材料在常温常压下对CO_2的吸附量可达2.43 mmol/g,比改性前提高14.6%,CO_2/N_2的吸附分离系数从11提高至17,比改性前提高55.6%.改性后材料经80℃真空加热可完全脱附再生,具有很好的再生稳定性.     

溴改性金属有机骨架的合成及其对单质汞吸附

采用溶剂热法制备了溴改性的金属有机骨架(metal organic framework,MOF),通过模拟烟气动态吸附方法对材料单质汞(Hg0)吸附性能进行研究。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、综合吸附仪对晶体结构、形貌和组分进行表征。结果表明改性后晶体结构不变,比表面积、孔容下降,溴以共价键固定在材料中。改性前和改性后材料对Hg0的吸附效率都有随温度升高而增加趋势。模拟烟气反应床吸附实验证明240℃条件下,溴改性MOF 10 h内吸附效率高于95%,同等实验条件下,非改性MOF以及传统活性炭吸附剂吸附汞5 h后效率低于75%。     

溴改性金属有机骨架的合成及其对单质汞吸附

采用溶剂热法制备了溴改性的金属有机骨架(metal organic framework,MOF),通过模拟烟气动态吸附方法对材料单质汞(Hg⁰)吸附性能进行研究。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、综合吸附仪对晶体结构、形貌和组分进行表征。结果表明改性后晶体结构不变,比表面积、孔容下降,溴以共价键固定在材料中。改性前和改性后材料对Hg⁰的吸附效率都有随温度升高而增加趋势。模拟烟气反应床吸附实验证明240℃条件下,溴改性MOF10h内吸附效率高于95%,同等实验条件下,非改性MOF以及传统活性炭吸附剂吸附汞5h后效率低于75%。     

乙酸为矿化剂制备MIL-101(Cr)及其CO2吸附研究

以氢氟酸为矿化剂制备金属有机骨架MIL-101(Cr)存在过程繁复、危险系数高的问题。文中改用乙酸为矿化剂,使用X射线衍射、热重分析、扫描电镜、氮气吸附-脱附等表征手段研究了材料的物理结构和形态,并采用固定床评价装置测试比较了样品对CO_2的吸附能力。结果表明:当以1.66 g对苯二甲酸和4 g九水硝酸铬为原料并加入18 mL乙酸时制备的MIL-101(Cr)在25℃,0.1 MPa对CO_2的饱和吸附量达到了130.36 mg/g,是传统制备方法的2.5倍,该结果说明采用适量乙酸为矿化剂同样可以制备出对CO_2吸附性能较好的MIL-101(Cr);并在低于1 MPa的不同吸附压力下,随着吸附压力的升高,MIL-101(Cr)和MIL-101(Cr)-A-18的2种材料对CO_2的吸附饱和时间逐渐延长,饱和吸附量增加,说明了高压有利于2种材料对CO_2的吸附。     

金属有机框架材料对CO_2分离的研究进展

随着能源需求的增加,CO_2大量排放,温室效应日益严重。目前面临的最大问题是如何高效的捕获二氧化碳。虽然诸如沸石和活性炭等一些传统吸附剂已被广泛应用,但它们的吸附量极低。金属有机框架材料具有多孔性、结构可调性及可修饰性强等特点,所以它是捕获和分离二氧化碳的理想材料。本文阐述了金属有机框架材料对CO_2的选择性分离的研究现状,从功能位点,尺寸效应,柔性框架三个方面讨论对CO_2吸附性能的影响,最后对开发高效环保、适用于CO_2吸附的金属有机框架材料进行了展望。     

改性吸附剂去除废水中磷的应用研究进展

去除废水中过量的磷可以减缓水体富营养化。吸附除磷因具有能耗低、容量大、污染少等优点而备受关注，改性吸附剂则可在此基础上提高除磷的靶向性，拓宽操作条件，增大吸附容量。本文分析了改性硅酸盐类、改性金属氧化物类、改性固体废弃物类和聚合物类4类除磷吸附剂的改性方法和吸附性能。硅酸盐类吸附材料以及固体废弃物类材料除磷效果略差，但因来源丰富、价格低廉而具有极大的吸引力。聚合物类吸附剂具有高吸附容量、高选择性，但价格昂贵。金属（氢）氧化物具有出色的磷酸盐吸附性能，且选择性好、吸附速度快，这些化合物已被掺入到沸石、介孔二氧化硅和生物炭等材料中，进一步增强其吸附性能，并在工程材料应用中取得重大突破，主要包括磁性吸附剂和颗粒吸附剂。4类吸附剂的作用机理可归纳为两种：一种是吸附剂上的金属与磷酸盐离子发生配位反应，形成沉淀；另一种是酸性条件下吸附剂上的羟基质子化，使羟基带正电，质子化的羟基通过静电吸引使磷得以去除。通过对不同类别吸附剂的吸附特性进行对比分析，提出将高分子技术运用到吸附剂制备过程中，开发同时具有较强解吸能力的改性吸附剂将成为除磷吸附剂研究的新热点。     

活性炭吸附CO_2的研究进展

采用活性炭材料对烟气中CO_2进行吸附脱除,是目前气体分离和净化技术领域的一个研究热点。从活性炭制备及吸附CO_2基本原理、吸附热力学和动力学方面综述了活性炭吸附CO_2的相关机理,同时介绍了4种活性炭吸附CO_2技术及其优缺点。此外,还从活性炭性质、吸附压力、吸附温度、CO_2初始浓度和气体速率等方面,评述了影响活性炭吸附CO_2性能的重要因素以及研究进展,并在此基础上展望了活性炭吸附CO_2技术的研究方向和发展前景,为活性炭吸附CO_2技术的完善和机理的掌握提供一些研究依据。     

金属硫化物吸附剂脱除烟气汞研究进展

工业烟气排放的汞严重危害人体健康及生态环境,金属硫化物是一种新型的高效汞吸附剂,受到广泛关注。本文总结了近年来金属硫化物应用于脱除烟气汞的研究进展。归纳了不同金属硫化物的吸附性能,并对影响吸附性能的常见因素进行了梳理,已有研究表明金属硫化物在复杂的反应条件下仍具有优异的脱汞性能;进一步归纳了金属硫化物的汞吸附机理;总结出活性位和比表面积的调控是当前强化金属硫化物汞吸附性能的常见方法;最后对金属硫化物的再生方法进行了介绍。基于当前研究进展,未来的研究应关注如何强化金属硫化物在高温下的脱汞性能,以及如何在低温条件下实现汞的脱附从而避免当前高温热脱附方法对金属硫化物结构的破坏。     

吸附法处理挥发性有机物的研究进展

吸附法作为VOCs治理的主要方法之一,具有设备简单、去除效率高、富集能力强、无二次污染等优点。重点介绍了不同吸附剂(活性炭、活性氧化铝、分子筛、金属有机骨架材料)在VOCs治理中的应用,阐释了吸附影响因素(温度、湿度、浓度、气体流速)对VOCs吸附性能的影响,并进一步概述了吸附剂的再生研究,最后对吸附法处理VOCs的研究方向进行了展望,以期为实际应用提供一定的借鉴与参考。