Page 63 - 《精细化工》2021年第10期
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第 10 期 沙芯如，等: 仲胺桥联共价三嗪聚合物对 CO 2 的高选择性吸附 ·1993·
Clapeyron 方程〔式（1）〕计算的等量吸附热（Q st ）
来衡量 [27] ：
Q
ln p st C （1）
RT
式中：p 为一定吸附量下的吸附平衡压力，Pa；T
为吸附平衡温度，K；Q st 为等量吸附热，kJ/mol；R
为气体常数，8.314 J/(mol·K)；C 为方程积分常数。
图 9 NB-CTP-1（a）和 NB-CTP-2（b）于 273 K 下 CO 2
和 N 2 吸附等温线的初始斜率
Fig. 9 Calculated initial slopes of CO 2 and N 2 adsorption
isotherms for NB-CTP-1 (a) and NB-CTP-2 (b) at
273 K
图 11 NB-CTP-1（a）和 NB-CTP-2（b）的 CO 2 等量吸
附热
Fig. 11 CO 2 isometric heat of adsorption for NB-CTP-1 (a)
and NB-CTP-2 (b)
如图 11 所示， NB-CTP-1 和 NB-CTP-2 的 Q st
均随 CO 2 吸附量的增加而减少，表明材料表面与
图 10 由 IAST 法计算得出的 CO 2 /N 2 吸附选择性曲线 CO 2 分子间的范德华力强于 CO 2 分子间的相互作用
Fig. 10 CO 2 /N 2 selectivity curves calculated by IAST 力。同时，还可以通过 Virial 方程〔式（2）〕辅助
NB-CTP 显示出优良的 CO 2/N 2 吸附选择性，其 计算 NB-CTP 对 CO 2 的极限吸附热 Q 0 ，来进一步探
原因主要是：（1）材料结构内的三嗪骨架含有大量 究该类材料的吸附驱动力 [28] ：
氮原子，可通过偶极-四极作用强化其对 CO 2 的选择 ln Q A A Q （2）
性吸附，而 N 2 分子则无法极化，因此与材料间的作 p 0 1
用力较弱；（2）CO 2 分子和 N 2 分子的动力学直径分 式中：Q 为压力 p 下的物理吸附量，mol/g；p 为一定
别为 0.330 和 0.364 nm，因此，相比于 N 2 ，CO 2 分 吸附量下的吸附平衡压力，Pa；A 0、A 1、……A n 为 n
子更容易进入到该类聚合物内部的超微孔内发生吸 阶 Virial 系数。
0 A
K e （3）
附过程；（3）借助仲胺桥联官能团通过氢键与 CO 2 H
发生的相互作用，进一步提升材料的 CO 2 /N 2 吸附选 式中：K H 为亨利系数，Pa·mol/g；A 0 为 Virial 系数。
择性。 计算得出 Virial 散点如图 12 所示。由图 12 可
2.9 NB-CTP 对 CO 2 的吸附热 知，NB-CTP-1 和 NB-CTP-2 的 Virial 分布均表现出
NB-CTP 对气态 CO 2 的亲和能力可通过 Clausius- 良好的线性关系。式（2）中 A 0 可通过将 CO 2 的吸
