Page 64 - 《精细化工》2021年第10期
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·1994· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
附量(Q)外推到 0 来获得,A 1 则是由所拟合的直 展瓶颈,即 CO 2 /N 2 吸附选择性仍不理想的问题,本
线斜率求得,由式(3)算得到亨利系数。计算所得 文分别以三(4-氰胺基苯基)胺和四(4-氰胺基苯基)甲
A 0 、A 1 和 K H 列于表 2 中,再经由 Van-Hoff 方程〔式 烷为反应前体,经管式炉高温聚合制备了 NB-CTP-1
(4)〕计算得出相应的极限吸附热 Q 0 : 和 NB-CTP-2。利用三嗪基材料孔道内所含大量仲胺
dln K H Q 0 (4) 桥联基团通过氢键与 CO 2 发生的相互作用,在强化
dT RT 2 材料 CO 2 捕集能力的同时,提升其 CO 2 /N 2 吸附选择
5
式中:T 为吸附平衡温度,K;Q 0 为极限吸附热, 性。在 1.01×10 Pa、273 K 条件下,NB-CTP-1 和 NB-
kJ/mol;R 为气体常数,8.314 J/(mol·K)。 CTP-2 的 CO 2 吸附量分别为 3.04 和 3.23 mmol/ g;同
时 CO 2 /N 2 吸附选择性也分别高达 113 和 75(亨利
定律法)、143 和 89(IAST 法)。利用 Clausius-
Clapeyron 方程计算得出的极限吸附热 Q 0 (NB-CTP-
1 为 35.3 kJ/mol,NB-CTP-2 为 37.6 kJ/mol)表明,
该类材料与 CO 2 发生较强的偶极-四极相互作用,从
而增强了其对 CO 2 的吸附选择性。NB-CTP-1 和
NB-CTP-2 的综合性能在同类材料中表现优秀,具有
良好的研究和应用前景,以其为基础的后续研究目
前正在开展中。
参考文献:
[1] BANDH S A, SHAFI S, PEERZADA M, et al. Multidimensional
analysis of global climate change: A review[J]. Environmental
Science and Pollution Research, 2021, 3: 1-17.
[2] LIANG L J (梁龙军), HU H Y (胡宏宇), QIN X (秦溪).
Development of newresources CO 2 in the 21st century[J].
Oil-Gasfield Surface Engineering (油气田地面工程), 2001, 20(4):
87-88.
[3] GAO Y (高云). China's response to climate change issues after Paris
climate change conference[J]. Climate Change Research (气候变化
研究进展), 2017, 13(1): 89-94.
[4] CHAI Q M (柴麒敏), GUO H Y (郭虹宇), LIU C Y (刘昌义), et al.
Global climate change and China's action scheme: Climate
图 12 NB-CTP-1(a)和 NB-CTP-2(b)的 Virial 标绘 governance of China in the 14th five-year plan period from 2021 to
Fig. 12 Virial plots of NB-CTP-1 (a) and NB-CTP-2 (b) 2025[J]. Yuejiang Academic Journal (阅江学刊), 2020, 12(6): 36-58.
[5] GRIGNARD B, GENNEN S, JÉRME C, et al. Advances in the use
of CO 2 as a renewable feedstock for the synthesis of polymers[J].
表 2 NB-CTP-1 和 NB-CTP-2 对 CO 2 吸附过程的 A 0 、A 1
Chemical Society Reviews, 2020, 12(6): 36-58.
和 K H
Table 2 A 0 , A 1 and K H values for CO 2 adsorption by NB-CTP- 1 [6] LI J J (李静静), RONG Z M (荣泽明), LIU J X (刘家旭), et al. Low
and NB-CTP-2 temperature CO 2 hydrogenation to CH 3OH over modified
nanoporous cobalt catalyst[J]. Fine Chemicals (精细化工), 2020,
聚合物 温度/K A 0 A 1 K H/(Pa·mol/g) 37(12): 2510-2517.
[7] HU W J (胡炜杰), CHEN Y J (陈亚举), LIANG Z X (梁中秀), et al.
–4
NB-CTP-1 273 –7.129 –1.068 7.053×10
Ionic liquid functionalized salen Mn catalyst for one-pot
298 –8.563 –1.052 1.911×10 –4 transformation of styrene with CO 2 into styrene carbonate[J]. Fine
NB-CTP-2 273 –7.432 –0.883 5.915×10 –4 Chemicals (精细化工), 2021, 38(3): 632-639.
298 –8.823 –0.933 1.473×10 –4 [8] ZHAO Y (赵远), HE J X (贺建雄), JIANG H (姜宏), et al.
Preparation of amorphous organozirconium polymer and its
photocatalytic synthesis of methanol from CO 2[J]. Fine Chemicals
基于上述方法所得 NB-CTP-1 和 NB-CTP-2 的
(精细化工), 2020, 37(6): 1163-1170.
极限吸附热 Q 0 分别为 35.3 和 37.6 kJ/mol。该吸附 [9] LUO X F (罗晓菲), ZHI Y F (支云飞), SHAN S Y (陕绍云), et al.
热在物理吸附中相对较高 [29] ,表明吸附过程中 CO 2 Research progress of porous materials in the cycloaddition of CO 2
and epoxides[J]. Fine Chemicals ( 精细化 工 ), 2020, 37(12):
分子与共价三嗪聚合物的相互作用较强,有利于提 2415-2425.
升其 CO 2 /N 2 吸附选择性。 [10] HE L N (何良年). Carbon dioxide chemistry: Carbon capture,
activation and utilization[J]. Chinese Science Bulletin (科学通报),
3 结论 2021, 66(7): 713-715.
[11] ZHAO P Y, ZHANG G J, YAN H Y, et al. The latest development on
amine functionalized solid adsorbents for post-combustion CO 2
针对当前多孔有机聚合物类 CO 2 捕集材料的发 capture: Analysis review[J]. Chinese Journal of Chemical