本技术涉及一种低温甲烷吸附储存专用的芘基金属有机框架材料Cr-TBPP-MOF,包括其制备工艺和在低温甲烷吸附领域的应用。该制备方法从1,3,6,8-四氢吡啶出发,详细描述了合成步骤,旨在提高甲烷的吸附效率和储存能力。
背景技术
化石燃料燃烧会产生大量二氧化碳,造成温室效应等各种环境问题。因此,从传统能源过渡到清洁和可再生能源替代品是实现可持续发展的可行途径。
与其他化石燃料相比,甲烷是天然气的主要成分,燃烧时排放的二氧化碳更少,热能利用效率更高,使其成为运输和其他应用的有希望的候选者。
液化天然气(LNG)目前被认为是最有效的天然气储存技术之一。然而,LNG储罐的低温特性不可避免地会产生蒸发气(BOG),这会增加储罐压力并引发安全隐患。因此,BOG的回收和储存对于确保运输安全和减少经济损失至关重要。
吸附天然气(ANG)是一种由最先进的多孔材料推动的新兴技术,最近,液化天然气再气化和ANG缓冲过程的耦合,简称为LNG-ANG耦合系统,被认为能够以更安全、更经济的方式来高效回收BOG。在这种方法中,吸附剂被纳入ANG罐中,可实现高甲烷吸附能力。尽管对具有出色低温甲烷能力的多孔吸附剂的需求很高,但该领域的研究开发仍未得到充分探索。
金属有机框架(MOFs)是由金属离子或簇和有机配体组成的多孔性框架材料。MOFs具有高孔隙率,高比表面积和易于调控的孔结构等特点,作为气体吸附剂受到了研究者们越来越多的关注。
金属有机骨架由无机金属节点和有机配体组成,是一种具有可调孔径和超高表面积的结晶多孔材料。MOFs因其环境和能源相关应用而得到广泛研究,包括气体吸附和分离、水吸附和催化。高孔隙率MOFs为甲烷储存提供了巨大潜力,尤其是在低温条件下。
公告号为CN112625069B的专利说明书公开了一种基于芘四吡唑配体的钴的金属有机框架材料和制备方法及其应用,属于晶态材料的技术领域。化学分子式为Co(H4
TPP)(CH3
COO)2
(H2
O)(CH3
CN)2
,H4
TPP为有机配体1,3,6,8-四(1H-吡唑-4-基)芘。该金属-有机框架的合成方法为封闭条件下,有机配体1,3,6,8-四(1H-吡唑-4-基)芘与硝酸钴在N,N-二甲基甲酰胺和乙酸、乙腈的混合溶液中,经由溶剂热反应得到晶体;此金属-有机框架材料显示出选择性吸附分离二氧化碳、甲烷和氮气的潜在应用。
实现思路