金属-有机骨架材料MOF-5合成及CO2吸附性能研究(4)
3) 有较高的机械强度及热强度;
4) 再生容易，不易劣化;
5) 具有工业化生产规模和低廉的成本。
近几十年来使用的吸附二氧化碳的吸附剂大致分为常温吸附剂，如活性炭、碳分子筛、炭纤文、硅胶、氧化铝、沸石分子筛等;以及高温吸附剂如类水滑石化合物、金属氧化物、锂盐吸附剂等。人们对这些吸附剂进行了广泛而深入的研究。
1.3.1 碳基材料
目前国内外研究的主要碳基材料有:活性炭(AC)、碳分子筛(CMS)、活性碳纤文(ACFS)、碳纳米管、超级活性炭、X沸石与活性碳复合材料，碳纤文复合分子筛(CFMS)以及化学改性的碳基材料等。活性炭、碳分子筛等碳基吸附材料在工业过程中的液相、气相净化分离有着广泛的应用。
1.3.2 沸石分子筛
沸石分子筛是天然或人工合成的含碱金属和碱土金属氧化物的结晶硅铝酸盐，由硅铝氧化物的四面体单元交错排列成空间网络结构。在晶体结构中存在着大量的空穴，空穴内分布着可移动的水分子和阳离子。沸石分子筛有严格的结构和孔隙，且大小多在分子尺寸范围，这种结构特点使沸石具有良好的选择性吸附、催化和离子交换三大特性。经过活化处理后的沸石吸附能力大为提高，是工业上重要的吸附剂，用于各种气体的分离和净化，它的吸附能力亦随着温度的升高而降低。
1.3.3 高温吸附材料
金属氧化物：由于CO2是酸性气体，所以它容易吸附在略带碱性的氧化物表面，这些氧化物在高温下均有较好的吸附能力，但是除了CaO和MgO之外，其他氧化物在高温下的CO2吸附性能还没有很多的研究，对Ag2O和ZnO用于太空中吸附CO2的可行性研究也只限于低温条件下。
类水滑石化合物(HTlcs)：经过热活化后的类水滑石在高温下对CO2具有高选择性和吸附量、有充足的吸附/脱附动力学、稳定的重复循环吸附量且在高压下有足够的机械强度。
锂盐吸附剂：锂的锆酸盐和正硅酸盐是CO2吸附材料的一个新的研究热点。日本东芝公司的K.Nakagawa等从 1997年开始已经进行了在高温下能够直接吸附CO2的锆酸盐和硅酸锂材料的研究。近年来，美国和墨西哥也开始进行了高温下直接吸附CO2材料方面的研究。
1.4 金属有机骨架材料（MOFs）吸附CO2研究进展
金属-有机骨架(metal-organic frameworks，MOFs)多孔材料，是利用有机配体与金属离子之间的金属-配体络合作用而形成的超分子微孔网络结构的一种颇具前途的类沸石(有机沸石类似物)材料。这种多孔骨架晶体材料，可以通过不同金属离子与各种有机配体进行络合，设计与合成出不同孔径的金属-有机骨架，从而使得MOFs的结构变化无穷，并且可以在有机配体上带上如-Br，-NH2，-OC3H2，-OC5Hll等一些功能性的修饰基团，使这种MOFs微孔聚合物可以根据催化反应或吸附等性能要求而功能化[15]。金属有机骨架材料在近十年来发展非常迅速，由于具有三文的孔结构，成为沸石和碳纳米管之外的又一类重要的新型多孔材料，在催化、储能和分离中都有广泛应用[16]。
MOFs在CO2吸附上具有许多优点，比如:规则的结构、高热稳定性、可调的化学功能性以及极高的孔隙率。
Andrew等[17]对九种结构不同的MOFs的CO2吸附性能进行了研究，结果表明MOFs在较高压力下对CO2具有较大的吸附量。
Chae H K等[18]用水热合成法将H3BTB-1,3,5-三(4一羧酸)苯基一苯和Zn(NO3)2 在高硼硅玻璃管中反应，得到块状MOF-177[Zn4O(BTB)2]晶体。MOF-177比表面积达4500 m2.g-1，孔径约1.1 nm，在室温和4.2 MPa条件下CO2吸附量达150％。