石墨烯量子点辅助合成Cu-MOFs及CO2吸附行为

庞米杰,陈钰文,王婉慈,赵云霞,3,4*

石墨烯量子点辅助合成Cu-MOFs及CO2吸附行为

庞米杰1,陈钰文1,王婉慈2,赵云霞1,3,4*

(1.南京信息工程大学环境科学与工程学院,江苏 南京 210044；2.南京信息工程大学大气科学学院,江苏 南京 210044；3.江苏省大气环境与装备技术协同创新中心,江苏 南京 210044；4.江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室,江苏 南京 210044)

选用一种成本低、可大规模合成的Cu基MOFs(Cu-MOFs)材料作为CO2吸附剂,在原位合成过程中添加石墨烯量子点以调控其晶体结构.结果表明:适量石墨烯量子点的添加有利于提高Cu-MOFs的比表面积和孔体积,相比未改性MOFs材料,改性后的CO2吸附性能有所提高, 25℃,100kPa时提高了4.5%.随着温度升高,吸附容量提升越明显.改性后的MOFs对于N2的吸附量则比未改性时更低,因此计算得到的CO2/N2吸附选择性也更高,增加了近一倍.综合等量吸附热的考察结果发现,尤其添加适量含N石墨烯量子点的Cu-MOFs吸附剂不仅具备了较高的吸附容量、吸附选择性,还展现了较理想的吸附热,因此兼具了较优CO2吸附性能和较低脱附能耗的特点,为MOFs吸附剂的改性提供了一点参考价值.

金属有机框架MOFs；石墨烯量子点；CO2吸附；吸附选择性；吸附热

我国已明确提出2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和.而目前我国的碳排放总量已远超美国、欧盟、日本等国,且从碳达峰到碳中和仅有30a时间.因此,对于我国煤炭为主的能源结构,大力实现碳减排已然成为各领域学者们重点努力的方向[1-2].燃烧后CO2捕集是实……