Page 62 - 《精细化工》2021年第10期

·1992· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

孔孔径分布补充说明的研究并不少见，并且在某些 知，在测试压力范围内两种材料的 CO 2 吸附量持续
方面该方法还更加准确 [26] 。 上升，表明 CO 2 分子与聚合物孔道内壁存在较强的
相互作用力，但过程仍然完全可逆，属于物理吸附
范畴。

图 7 NB-CTP-2 的 N 2 吸附-脱附等温线（a）和孔径分布（b）
Fig. 7 N 2 adsorption-desorption isotherm (a) and pore size

distribution (b) of NB-CTP-2 图 8 NB-CTP-1（a）和 NB-CTP-2（b）的 CO 2 吸附-脱

附等温线
根据 77 K 下的 N 2 吸附-脱附等温线，以 BET Fig. 8 CO 2 adsorption-desorption isotherms of NB-CTP-1
模型计算得出两种材料的比表面积、总孔容和平均 (a) and NB-CTP-2 (b)

孔径，结果见表 1。由表 1 可知，NB-CTP-2 的比表 2.8 NB-CTP 对 CO 2 的吸附选择性
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2
面积为 475 m /g，略高于 NB-CTP-1（424 m /g），而
由亨利定律可知，吸附等温线在低压区（p/p 0 <
NB-CTP-1 的总 孔容 却 大 于 NB-CTP-2，这表 明
0.08）处于近乎直线状态，同时单一组分气体吸附
NB-CTP-2 相较于 NB-CTP-1 存在更高比例的微孔。 等温线的初始斜率能够反映材料表面对气体分子的

表 1 NB-CTP 的孔参数 吸附能力，因此本文首先采用同一温度下 CO 2 与 N 2
Table 1 Pore parameters of NB-CTPs 吸附等温线在低压区的斜率比值来表征 NB-CTP 的
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聚合物 比表面积/(m /g) 总孔容/(cm /g) 平均孔径/nm 吸附选择性。NB-CTP-1 及 NB-CTP-2 的 CO 2 与 N 2
NB-CTP-1 424 0.51 0.524 吸附等温线的初始斜率如图 9 所示。
NB-CTP-2 475 0.38 0.501 经亨利定律法计算，273 K 下 NB-CTP-1 和 NB-
CTP-2 的 CO 2 /N 2 吸附选择性分别为 113 和 75，虽然
2.7 NB-CTP 的 CO 2 吸附-脱附测试 略低于本课题前期工作 [24] ，但仍优于多数有机聚合
对 NB-CTP 的 CO 2 吸附-脱附进行了测试，结果 物材料的同类数据 [14-20] 。
见图 8。由图 8 可知，NB-CTP-1 和 NB-CTP-2 均表 与此同时，还利用理想吸附溶液理论（IAST）
现出了较高的 CO 2 可逆吸附量，即在 273 K、 研究对 CO 2-N 2 二元混合气体〔V（CO 2）∶V（N 2）∶
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1.01×10 Pa 条件下 （ p/p 0 =1.0 时）分别 可达 = 0.15∶0.85〕的吸附选择性，即采用单点 Langmuir-
3.04 mmol/g（质量分数为 13.4%）和 3.23 mmol/g（质 Freundlich 曲线 拟合实验单 组分等温线 ，所得
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量分数为 14.2%），相对于本课题组的前期工作酰亚 0~1.01×10 Pa 范围内的 CO 2 /N 2 吸附选择性函数曲
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肼桥联共价三嗪聚合物（HB-CTP）获得显著提升 [24] ， 线如图 10 所示。当压力为 1.01×10 Pa 时，可得
可归因于材料结构中仲胺桥联基团更强的碱性及 NB-CTP-1 和 NB-CTP-2 的吸附选择性分别高达 143
其与 CO 2 发生的氢键作用。从吸附-脱附等温线可 和 89。