羧酸改性HKUST-1提高甲烷吸附容量

为提高吸附材料对甲烷的吸附容量,采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料HKUST-1,并进行了改性研究。HKUST-1的优化合成工艺条件为:原料摩尔比n(Cu(NO_3)_2·3H_2O):n(H_3BTC):n(DMF):n(C_2H_5OH):n(H_2O)=1.7:1:46:60:100,晶化温度为80℃,晶化时间24 h。合成HKUST-1在25℃、3.5 MPa下的甲烷吸附容量为11.9mmol/g。乙酸改性HKUST-1可以提高甲烷吸附容量,当反应母液中V_(HAc)/V_(solvent)=5.8%时,合成HAc-HK-1(5.8%)的甲烷吸附容量达到12.6 mmol/g。分子模拟结果表明,加入乙酸可以调控HKUST-1晶体孔道结构,增大比表面积和孔容,提高甲烷吸附容量。