【摘要】 活性炭具有较高的吸附能和微孔体积，是不同于其他微孔吸附剂的特点。

确定吸附剂的能量、结构特征和表面化学状态对吸附剂吸附活性的影响是一个迫切而现实的基本目标，它直接关系到甲烷、氢、合成气、氧气和其他替代能源气体的吸附系统的发展。这种吸附体系的能态具有一系列特定的性质。这些系统涉及吸附剂的整个孔隙空间，尽管已知的吸附过程，如净化、干燥、浓缩和分离。通常采用高压和超临界温度来实现这一过程。微孔吸附剂，如活性炭、沸石和微孔硅酸盐材料，通常具有最高的吸附活性。近年来，为了解决甲烷和氢气的聚集问题，对20世纪90年代初发展起来的金属有机框架结构(MOF结构)进行了深入研究。MOF结构是一种纳米多孔晶体配位多孔聚合物，由(小)金属簇的离子和多齿有机连接物通过强键结合到三维框架中。吸附不稳定、低表观密度和机械强度限制了压实材料的发展是这些结构的主要缺点。甲烷吸附在被研究吸附剂上的积分热Ω的值已确定为吸附积分热与微孔体积之比。活性炭具有较高的吸附能和微孔体积，是不同于其他微孔吸附剂的特点。应该提到的是，活性炭的生产或合成技术允许在大范围的参数变化范围内改变吸附剂的结构和能量特性。目前，以天然化石煤、木材、泥炭、椰壳等为原料制备的微孔碳吸附剂应用最为广泛。从高分子原料、金属和非金属碳化物中获取碳吸附剂的方法也存在[1]。

[1] Men’shchikov, I.E., Fomkin, A.A., Shkolin, A.V. et al. The energy of adsorption of methane on microporous carbon adsorbents. Prot Met Phys Chem Surf 53, 780–785 (2017).

 

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