MIL-101Cr-F/Cl用于N2O的捕集研究

李媛，张飞飞，王丽，杨江峰，李立博，李晋平

（1 太原理工大学化学化工学院，山西太原 030024；2 气体能源高效清洁利用山西省重点实验室，山西太原 030024）

引言

氧化亚氮（N2O）又称笑气，是继二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）之后的第三大温室气体，由于其在大气中存在的寿命较长，造成的全球变暖潜力值（即温室效应）大约是CO2的310倍，CH4的21倍。除了能造成温室效应外，N2O 还会对平流臭氧层造成破坏引起臭氧空洞，加剧地表的紫外线照射强度[1-3]。此外，它的用途也是十分广泛的，例如用于反硝化反应、麻醉药物和过渡金属氧化物的强氧化剂等，已引起众多领域研究人员的关注[4-5]。截至2018 年，大气中N2O 的含量已达到331×10-9ml/ml，并以每年0.2%～0.3%的速度增长[6]，其中大约有40%来自农业、运输和工业生产等人类活动[7-10]。生产己二酸和硝酸的尾气中均存在N2O[11-13]，且含量较高[38.40%(质量)]，通常处理这部分尾气中的N2O 主要有两种方式：一种是对于低浓度的N2O通过直接分解或催化分解生成N2和O2；另一种是将高浓度的N2O 作为氧化剂，例如N2O 一步将苯氧化制成苯酚[14-18]。但是N2O 具有一定的惰性，在温和的条件下很难被激活，因此将其催化分解需要在较高的温度下进行[19-20]；而作为化学原料需要经过提纯、储存和输运等环节，所以开发一种高效经济的技术来捕集或分离N2O用于其他的工业应用是十分必要的。除此之外，在空气分离装置中也会存在微量的N2O（0.015%），当其富集在一定程度时会堵塞换热器通道，引起局部微爆，进而造成主冷设备的损害[21-22]，我国空分行业已经对此引起重视，脱除N2O是必然选择。……