MIL-101(Cr)@SBA-15复合材料制备及其吸附金属矿山CO2特性研究

范文涛, 杨思奥, 朱泉霖, 牟宏伟, 张永亮

黄金科学技术 ›› 2025, Vol. 33 ›› Issue (01) : 173-183.

MIL-101(Cr)@SBA-15复合材料制备及其吸附金属矿山CO2特性研究

  • 范文涛, 杨思奥, 朱泉霖, 牟宏伟, 张永亮
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摘要

为实现“双碳”目标,建设低碳环保的绿色矿山体系,通过原位合成法成功地组装了一种由MIL-101和介孔二氧化硅组成的新型杂化材料,并研究其CO2吸附性能和应用效果。试验结果表明:SBA-15与MIL-101复合并未改变彼此的基本结构,如骨架构型和孔道结构等;SBA-15中均匀细长孔道的引入可以增大孔容和孔径,复合材料的孔容由MOF基材料的0.428 cm3/g增加至0.54 cm3/g,平均孔径由3.059 nm增加至7.817 nm;在温度为298 K和压力为100 kPa的条件下,复合材料具有1.53962 mmol/g的吸附容量,对纯CO2气体具有良好的存储能力;由于复合材料表面吸附能的非均匀分布,相比Langmuir方程,Freundlich方程能够更好地描述吸附结果,其R2值为0.9997,说明材料发生的吸附行为符合非均匀表面上的多层非理想吸附行为;材料经5次循环后的吸附量最大差值小于3%,说明其可以经过温和条件处理后循环使用,且在工程应用中具有良好的效果。

关键词

金属有机骨架 / 介孔二氧化硅 / 协同作用 / CO2捕获 / 吸附等温线 / 复合材料

中图分类号

X701 / TB332 / TQ424

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范文涛, 杨思奥, 朱泉霖, 牟宏伟, 张永亮. MIL-101(Cr)@SBA-15复合材料制备及其吸附金属矿山CO2特性研究. 黄金科学技术. 2025, 33(01): 173-183

基金

国家自然科学基金项目“金属矿深开采热—质协同效应对通风阻力的影响机制研究”(编号:52374209); 山东省自然科学基金项目“滨海金属矿深开采条件热—质协同效应对通风阻力影响机制研究”(编号:ZR2023ME012)、“激发应力波在煤岩损伤失稳过程中的能量衰减机制”(编号:ZR2023QE080); 山东省高等学校优秀青年创新团队项目“矿山深井围岩非稳态温度场演化规律及其对巷道环境影响研究”(编号:2019KJH008)联合资助

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