花状二维铜基卟啉气凝胶制备与气体吸附与分离性能研究

本研究针对混合气体选择性分离和二氧化碳捕获等问题,在小分子聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和三氟乙酸的作用下控制纵向生长,通过金属铜离子与卟啉配体的自组装形成花状二维金属有机框架材料（2D Flower-like Cu-TCPP）,进一步冷冻干燥获得低密度纯2D Flower-like Cu-TCPP气凝胶.元素含量分析显示,2D Flower-like Cu-TCPP可以充分暴露金属活性位点,克服传统三维纳米材料内部位点难以被利用的缺点;比表面积（BET）分析显示,2D Flower-like Cu-TCPP比表面积为321.92 m²·g^-1,主要孔道尺寸分布在1.8 nm左右.由于充分暴露出金属活性位点Cu-O-Cu,对CO₂、N₂和CH₄表现出优异的吸附分离性能.根据Langmuir吸附等温线拟合得到,CO₂、CH₄和N₂的最大吸附量分别为7.357、2.852、2.002 mmol·g^-1.CO₂/N₂、CO₂/CH₄和CH₄/N₂的最大分离系数分别为9.86、2.52和4.00.2D Flower-like Cu-TCPP在碳捕获、混合气体选择性分离中具有较好的应用前景.