锆基金属有机骨架材料在合成气CO2吸附与分离研究

“锆基金属有机骨架同系物的合成及合成气中CO2吸附与分离研究，主要探讨了金属有机骨架材料（MOFs）在二氧化碳吸附和分离中的应用，特别是功能化的UiO-66-Cl2对合成气中CO2的高效分离性能。” 金属有机骨架材料（MOFs）是近年来在材料科学领域备受关注的一类新型多孔材料，它们由金属离子和有机配体通过配位键自组装形成。这些材料拥有高比表面积、可控的孔径大小以及可修饰的孔壁，因此在气体吸附和分离领域展现出巨大的潜力。在应对全球气候变化和环保挑战的背景下，二氧化碳的捕获和分离显得尤为重要，因为它作为主要的温室气体，对环境影响巨大。 本研究选取了UiO-66这一典型的MOFs作为基础，并对其进行功能化处理，生成了UiO-66-Cl2。UiO-66是一种由锆离子和有机连接体构建的具有高度有序孔道结构的MOFs，而功能化后的UiO-66-Cl2则可能通过引入氯原子来改变其表面性质，从而优化对特定气体分子的吸附选择性。 在实验中，研究人员考察了UiO-66和UiO-66-Cl2对合成气（主要包含CO2、CO和H2）的吸附性能。合成气是化工生产中常见的混合气体，其中CO2的高效分离对于减少温室气体排放和提高化工过程的效率具有关键作用。通过Langmuir模型分析，可以计算出不同气体间的分离因子，这是评估吸附分离性能的重要参数。 结果显示，功能化后的UiO-66-Cl2在CO2吸附性能上表现出显著优势，尤其是在合成气混合物中，它能更有效地分离出CO2。这可能是由于氯原子的存在增强了对CO2的亲和力，或者改变了孔道内的电荷分布，使得CO2能够更优先被吸附。 这项工作不仅展示了MOFs在气体分离领域的应用潜力，还为设计和开发新型高效的CO2吸附材料提供了理论指导和技术支持。未来的研究可能进一步探索其他功能化策略，以优化MOFs的性能，实现更高效、更具成本效益的CO2捕获与分离技术。