金属有机骨架材料用于吸附分离CH4和N2的研究进展

摘要

非常规天然气的利用不仅可以有效缓解常规天然气不足带来的能源问题,而且可以降低其肆意排放带来的温室效应,无论是低浓度煤层气的提浓还是低品质天然气的提质都需要解决甲烷与氮气的分离难题.基于金属有机骨架(MOFs)材料结构和功能均呈多样化的特色,本文主要从CH4选择型MOFs吸附材料和N2选择型MOFs吸附材料两个方面,综述了近年来MOFs材料在CH4与N2吸附分离方面的研究进展,讨论了影响二者分离的影响因素,并对吸附与分离机理与MOFs结构和性能关联进行了详细的总结与分析,提出了CH4与N2选择性提升的方法,即需要合适的孔道尺寸与弱极性表面性质或有利骨架结构的协同作用,最后展望了MOFs材料在甲烷富集和纯化领域的应用前景和发展趋势.