摘要：CH4/N2混合物在碳材料上的高效分离受到CH4吸附容量和CH4/N2分离选择性之间固有权衡的显著阻碍。在此，我们构建了一种新型碳材料（PGC-x），其超微孔孔径在0.48至0.57纳米之间，专用于CH4/N2分离。在聚合物框架的共组装过程中，基于锌的盐模板被原位限制在聚合物框架中。随后在高温下蒸发锌，从而形成可调节的超微孔结构，有效避免了介孔和大孔的出现。得益于0.50纳米的最佳孔径，PGC-1展示了高达1.50 mmol/g的CH4吸附量。同时，PGC-1在298 K和1.0 bar下对CH4/N2（15/85和85/15，v/v）的分离选择性分别达到了5.8和6.0。动态突破实验证明，PGC-1可以用作从N2中高效捕获低浓度或高浓度CH4的吸附剂。这项工作为优化碳材料的孔结构设计提供了一个有前途的设计原则，旨在尽量减少在分离多种气体对时经常出现的选择性-容量权衡。

Citation 

Shengjun Du, Minglong Guo, Guangxing Yang, Qiao Zhang, Zhiting Liu, Feng Peng*. Rational design of carbon materials with tailored pore structure for efficient separation of CH4/N2 mixture, Separation and Purification Technology, 2024,351,128096. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.128096.