煤炭学报

作者：杨永杰, 刘萱, 杨超, 王业双, 樊惠玲,

关键词：MOFs, 吸附脱硫, PEI, 再生循环,

煤炭清洁高效利用是当下煤炭资源发展的主题，煤炭加工利用过程中会产生以硫化氢(H2S)为主的硫化物，对生产和环境造成了不利影响。近年来，吸附脱硫因其高脱硫效率、高精度、操作简单等优点成为广泛使用的脱硫方法。金属–有机框架材料(MOFs)具有大的比表面积和孔隙率、易于修饰和功能化的优势，在气体吸附领域具有很大的潜力。聚乙烯亚胺(PEI)是同时含有伯、仲、叔胺的高分子聚合物，对H2S有强亲和力并发生可逆的化学反应，将PEI引入MOFs中有望进一步提升H2S吸附性能。为此，采用浸渍法制备了PEI负载的MIL-101(Cr)、UiO-66、MOF-801、ZIF-8吸附剂，研究了载体类型和PEI负载量对H2S吸附性能的影响，考察了吸附剂的循环使用能力。结果表明，负载PEI后，所有载体的吸附容量均有所提高，ZIF-8提高的最多，归因于ZIF-8载体本身大的比表面积、孔体积、负载后晶体结构的保持以及PEI与ZIF-8之间的相互作用。而其余MOFs由于比表面积和孔体积较小或负载PEI后结构发生破坏，负载PEI之后的吸附容量不理想。PEI的负载量会影响ZIF-8的孔隙结构和骨架的稳定性；50%(质量分数)PEI负载后的ZIF-8穿透硫容最高，为56.3 mg/g，是载体本身的55倍。再生循环实验表明，负载PEI的ZIF-8只能实现极少部分再生，并且负载量低的吸附剂的吸附循环性能比负载量高的更好，PEI的引入使ZIF-8更易遭受H2S的进攻生成ZnS。

来源：2024年第7期

《煤炭学报》期刊编辑部

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