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表面功能化对多孔氮化硼水分稳定性和吸附性能的影响
Microporous and Mesoporous Materials ( IF 4.8 ) Pub Date : 2023-02-13 , DOI: 10.1016/j.micromeso.2023.112478
Anouk L'Hermitte , Hassan Azzan , Marcus H.N. Yio , Ashwin Kumar Rajagopalan , David Danaci , Takuya Hirosawa , Toshihiro Isobe , Camille Petit

多孔氮化硼 (BN) 是一种很有前途的吸附剂,因为它具有高表面积和孔隙率,以及热稳定性和氧化稳定性。在过去的十年中探索了它在气液分离方面的应用,例如 CO 2捕获和水清洗。然而,该材料显示出水解不稳定性。由于大多数工业环境中都存在水分,无论是储存还是循环吸附过程,确保吸附剂的水分稳定性至关重要。虽然该主题已针对其他吸附剂(例如沸石和金属有机骨架 (MOF))进行了研究,但对于控制多孔 BN 的水解稳定性知之甚少。在这项研究中,我们提出了一种通过使用氟烷基硅烷进行表面功能化来提高多孔 BN 的水解稳定性的方法。我们探索了两种不同的功能化途径:(i) 多孔 BN 粉末的功能化,然后造粒(途径 1)和(ii)用氟烷基硅烷涂覆多孔 BN 颗粒(途径 2)。光谱, 分析和成像技术定性和定量地证实了功能化过程。我们将功能化样品暴露在 54% RH(类似于常见的储存条件)和 92% RH(类似于高水分含量的烟气流条件)下,并对它们进行表征以探测它们的耐湿性。我们还研究了它们在 CO2 背景下的平衡和动力学吸附特性2 /N 2分离。两条路线都生产出具有增强水分稳定性的材料。但是,我们注意到两种功能化路线之间的差异。路线 2 生产的样品具有更高的接枝率和疏水性,因此比路线 1 具有更好的抗湿性。从吸附的角度来看,尽管孔隙率降低,但功能化样品保持合理的 CO 2吸收。功能化导致样品的结构特征发生变化,从而导致传质差异。这项工作表明,功能化可用于在水分暴露时保护多孔 BN。





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更新日期:2023-02-13
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