甲烷在MIL-101(Cr)和AX-21上吸附平衡的比较分析

摘要

为研制高效的吸附式天然气(ANG)用吸附剂,比较了甲烷在MOFs和典型碳基材料上的吸附平衡.实验所用吸附材料MOFs选用MIL-101(Cr),碳基材料选用AX-21活性炭,其中MIL-101(Cr)以醋酸钠作为矿化剂由溶剂热法制备而成.对两试样进行了微观形貌分析、结构表征,并在0～7 MPa、293.15～313.15 K条件下进行了甲烷吸附平衡数据测试,比较了吸附平衡模型的预测精度以及甲烷在试样上的等量吸附热.结果表明,制备的MIL-101(Cr)试样和AX-21活性炭的结构均适合于甲烷吸附,但前者的BET比表面积、微孔容积均比后者大;在测试范围内,甲烷在MIL-101(Cr)试样上的吸附量和等量吸附热均比其在AX-21活性炭上的大;甲烷在MIL-101(Cr)、AX-21活性炭上吸附平衡数据的Toth方程预测值平均相对误差分别为0.12％、0.62％,通过等温线线性化确定极限压力修正的DA方程的平均相对误差分别为0.37％、1.32％.综上,以MOFs系列中的MIL-101(Cr)作为ANG吸附剂将比活性炭更具有应用前景.