多孔材料M-MOF-74(M=Mg,Co,Ni)的成型及CO_(2)/N_(2)分离性能研究

摘要

M-MOF-74(M=Mg,Co,Ni)材料在CO_(2)捕集方面具有优异的性能,但是粉末状的MOF-74材料直接应用在实际工业中会不可避免地导致热/质量损失、流体压降、堵塞管道、回收困难等问题。为了满足“双碳”目标的要求,实现CO_(2)的高效捕集,开发了一种复合黏结剂的成型工艺,将M-MOF-74(M=Mg,Co,Ni)材料加工成3 mm左右球形颗粒,并测试了成型颗粒的机械强度、热稳定性、CO_(2)/N_(2)的吸附分离性能。结果表明:成型颗粒的机械强度在23~26 N,能够满足工业使用寿命标准,且具有良好的热稳定性;成型颗粒的CO_(2)吸附性能下降幅度小于10%,CO_(2)/N_(2)(15/85,体积比)混合气的动态分离实验证明了三种成型颗粒的分离效果优异。这些球体吸附剂性能符合气体分离工业的标准,能够进一步减少在CO_(2)捕获过程中的能耗和运行成本,相信这种研究成果可大大加快MOF商业化的进程。