金属-有机骨架材料MOF-5合成及CO2吸附性能研究(3)
4）长期性危害。科学家发现，墨西哥暖流的流动速度正在减慢，而墨西哥暖流对文持整个欧洲大陆气温有至关重要作用。如果墨西哥暖流停滞，整个欧洲将再次进入冰河时代，目前科学家正在研究和探讨其发生的可能性。此外全球气候变暖还会使许多农、牧业地区变得更加高温和干旱，从而影响整个世界的粮食产量和供给，使人类的生存受到极为严峻的挑战。
5）全球气候变暖对中国的影响：中国人口众多，生态环境相对脆弱，是受全球气候变暖影响较严重的国家。2006年中国气温持续升高，.2006年平均气温比以往各年平均值高 1.0℃，为 1951年以来最高值。经《气候变化国家评估报告》预测[6]，到2020年中国年平均气温将比2000年升高1.3一2.1℃。气候变暖将导致国内陆冰川融化、海平面上升，这将严重影响到沿海地区，尤其是珠江三角洲低洼地区。预计到2100年，中国华南地区的海平面将升高0.60一0.74m[7]。海平面升高不仅造成海岸带侵蚀、沿海生态系统破坏等严重后果，而且沿海地区遭受咫风等极端天气的频率和强度也会随之增加。
1.1.3 CO2分离及捕集的需要
根据国际能源机构（IEA）组织预涎，到2030年，世界能源需求量将比现在增长500%[8]。然而，在近期内，风能、水能、生物质能等可再生能源还处在研究开发阶段，不能马上满足能源需求的增长，化石燃料还将继续大量使用，用以满足全球能源的需要[9]。显然，在非化石能源体系完整建立之前，需要人类采取有效措施防止CO2排放到大气中以减缓温室效应。
1.2 现有的CO2捕集及分离技术
现有的CO2捕集和分离技术主要有三种：用液体溶剂吸收、膜分离和用多孔固体吸附。
目前，采用最广泛的方法是使用胺水溶液（如单乙醇胺）吸收，这项技术已应用于天然气工业60多年。环境条件下，水基溶剂选择性吸收轻度酸性的二氧化碳。然后，加热使溶液温度远高于100℃，进行溶剂再生。这需要大量的能量。因此，研究仍在进行中，以开发出更好的溶剂，需要更少的热量再生和能够吸收更多的二氧化碳[10,11, 12]。
膜已被广泛应用于研究二氧化碳分离，因为它们的高选择性，低的能源需求，以及它们的简单性[13]。虽然膜分离有希望在高压下大量分离CO2，但是它们不一定是最有效的处理低CO2分压的混合气体的方法，因为这需要压缩的载气提供额外能量[13, 14]。
使用多孔材料吸附也被广泛用于从各种来源分离二氧化碳。配置一个吸附过程的两个主要方法是：变压吸附（PSA）和变温吸附（TSA）。在PSA过程中，用降低压力的方法进行吸附剂再生，而在TSA过程中，增加温度使吸附剂再生[15]。虽然TSA是更有效地清洁吸附剂，但它有加热和冷却步骤相对缓慢的缺点。出于这个原因，TSA仅限于少量的强吸附的杂质的去除。由于低能源需求和快速的再生， PSA现在已经有一定的数量使用作为商业技术。如果再生的压力小于1个大气压，该过程被称为真空变压吸附过程（VSA）。烟气分离过程，VSA是被认为是比常规PSA更有希望，因为加压大量的载气成本过高。
1.3 现有的CO2吸附材料
CO2吸附分离的关键在于高效吸附剂的开发和选用，选择吸附剂时要同时考虑吸附剂的吸附容量、吸附选择性及循环再生性能。理论上讲所有的微孔材料都可作为气体净化分离的吸附剂，但有实际应用价值的吸附剂应具有一下条件:
1) 高吸附容量，要求有大的比表面积，比表面积的大小是吸附剂最主要的性能指标;
2) 化学性质稳定，不与吸附质和其他相接触的介质发生化学反应;