CN114984927B - 一种疏水mof基多孔液体碳捕集吸收剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂及其制备方法，该疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂包括位阻溶剂和分散于位阻溶剂中的疏水MOFs改性材料；其中，疏水MOFs改性材料的质量占比为5％～20％，其是通过将MOFs材料、表面改性剂、催化剂分散在有机溶剂中进行静置反应后制备得到。本发明还提供了上述疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂的制备方法。本发明中的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂具有良好的水稳定性，在含水烟气中的二氧化碳气体捕集上表现出了较好的吸收性能与循环性能；且该疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂的制备方法工艺简单，易操作，对设备要求低，成本低。
Description
技术领域
本发明属于二氧化碳捕集材料技术领域，具体地，本发明涉及一种疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂及其制备方法。
背景技术
CO2捕集与分离技术无疑是一种有效减少CO2排放的技术，也被视为最具发展前景的解决方案之一。
多孔液体是一种具有永久性孔隙结构且呈现宏观流动状态的新型液体材料，其将多孔固体的有序规整孔道和液体的流动性等诸多优点相结合，对气体具有极强的吸纳和溶解能力，在气体捕集与分离领域表现出巨大的应用潜力。多孔液体通常是将多孔固体材料(也可以称为主体单元)分散在合适的位阻溶剂中形成多孔性流体相，其中多孔固体材料的选择对多孔液体的气体捕集性能至关重要。
金属有机骨架材料(Metal Organic Framework，MOFs)是金属离子与有机配体相互络合形成的一种多孔材料，其骨架结构规整、孔道均一可调且具有较大比表面积，目前在气体储存与分离、催化等领域具有广阔应用前景。因为MOFs具有优良的气体吸附能力，且结构和化学具有可调性，可以作为下一代CO2捕集材料的理想材料，合理的选择MOFs组分可以实现精确控制孔道内表面对CO2的亲和力，并且可以针对特定类型的捕集方式(燃烧前捕集，燃烧后捕集或氧燃烧捕集)进行CO2捕集。一些MOFs材料，如沸石咪唑酯骨架材料(Zeolitic Imidazolate Frameworks，ZIFs)、ZIF-67、UiO-66、MIL-101存在稳定的微孔结构，且组成骨架的有机配体具有可修饰性，是组成多孔液体的最佳主体单元之一。
但由于实际电厂中的烟气含有水蒸气，而水蒸气不易除去或解吸，多孔液体碳捕集吸收剂反复使用后，烟气中的水分子会留存到吸收剂中，对吸收剂的吸附性能有不利影响，如在水蒸气环境中，水分子会优先占据多孔液体碳捕集吸收剂中的多孔固体材料的活性位点，会导致其对CO2的吸附性能显著降低；此外，在水蒸气环境中，水分子对多孔固体材料的结构也会有一定的破坏作用，进而影响多孔液体的碳捕集性能。因此，亟需一种具有疏水性能的多孔液体。
发明内容
本发明的目的是提供一种疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂及其制备方法，该疏水 MOF基多孔液体碳捕集吸收剂具有良好的水稳定性，在含水烟气中二氧化碳气体的捕集上表现出了良好的吸收性能与循环性能。
本发明采用的技术方案为：
本发明实施例提供了一种疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂，包括位阻溶剂和分散于位阻溶剂中的疏水MOFs改性材料；其中，所述疏水MOFs改性材料在所述疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂中的质量占比为5％～20％；
所述疏水MOFs改性材料由包括如下步骤的方法制备得到：将MOFs材料、表面改性剂、催化剂分散在有机溶剂中混合均匀，再进行静置反应，制得所述疏水MOFs改性材料。
本发明实施例中的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂具有如下优点：本发明实施例疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂中的疏水MOFs改性材料具有良好的疏水性，所制得的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂能够用于捕集含水烟气中的二氧化碳气体，且表现出较好的吸收性能和循环性能。
在一些实施例中，所述MOFs材料、所述表面改性剂、所述催化剂与所述有机溶剂的质量比为1:1:0.5～0.9:150～200。
在一些实施例中，所述静置反应的反应温度为60～90℃，反应时间为15～24h。
在一些实施例中，所述MOFs材料为ZIF-8、ZIF-67、UiO-66或MIL-101中的一种，优选为ZIF-8或ZIF-67；所述表面改性剂为5,6-二甲基苯并咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、二甲硝咪唑、5-氯-1-甲基-4-硝基咪唑、左旋咪唑、吡咪唑、联咪唑或1-乙烯基咪唑中的一种，优选为5,6-二甲基苯并咪唑；所述催化剂为三乙胺或乙二胺中的一种，优选为三乙胺；所述有机溶剂为甲醇、庚烷、N,N-二甲基甲酰胺、氯仿或正己烷中的一种，优选为甲醇。
在一些实施例中，所述位阻溶剂为乙二醇(EG)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、2-氨基-2-甲基-丙醇(AMP)、支化聚乙烯亚胺(BPEI)、[C6BIm2][NTf2]2、[DBU-PEG][NTf2]或[Bpy][NTf2]中的一种，优选为乙二醇(EG)。
在一些实施例中，所述疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂还包括2-甲基咪唑，所述2-甲基咪唑在所述疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂中的质量占比为30％～40％。
本发明实施例另一方面还提供了一种上述疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将疏水MOFs改性材料进行活化处理；
(2)将活化后的疏水MOFs改性材料分散到位阻溶剂和2-甲基咪唑的混合溶液中，磁力搅拌混合，制得疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂。
本发明实施例中的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂的制备方法通过将活化处理后的疏水MOFs改性材料分散在位阻溶剂中，同时引入2-甲基咪唑，以增加反应体系中二氧化碳气体的溶解度，提高对二氧化碳气体的捕集量；且该制备方法工艺流程简单、易操作，对设备要求低。
在一些实施例中，步骤(1)中，所述活化处理的温度为80～150℃，时间为12～24h。
在一些实施例中，步骤(2)中，所述磁力搅拌的温度为20～30℃，搅拌转速为400～800r/min，搅拌时间为12～24h。
本发明实施例又一方面还提供了一种疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂在碳捕集领域的应用，将上述疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂用于含水烟气中的二氧化碳气体的捕集与分离。
本发明具有的优点和有益效果为：
(1)本发明实施例中的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂在含水烟气中的二氧化碳气体的捕集上表现出了良好的吸收性能与循环性能；且其疏水MOFs改性材料在水热环境中，晶体结构依然保持稳定，有利于提高多孔液体碳捕集吸收剂的水稳定性。
(2)本发明实施例疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂的制备方法通过对MOFs材料进行疏水改性，提高了多孔液体碳捕集吸收剂的水稳定性；且本发明实施例制备方法工艺简单，易操作，对设备要求低，运行成本低，可用于工业化大批量生产。
附图说明
图1a为对比例1制得的ZIF-8的水接触角测试图。
图1b为本发明实施例1制得的ZIF-8(SLER)的水接触角测试图。
图2为本发明实施例1制得的ZIF-8(SLER)在水热环境中处理不同天数时的XRD图谱。
图3为对比例1制得的ZIF-8在水热环境中处理不同天数时的XRD图谱。
图4为本发明实施例1制得的ZIF-8(SLER)-PLs在含水烟气碳捕集过程中的稳定性测试图。
图5为对比例1制得的ZIF-8-PLs在含水烟气碳捕集过程中的稳定性测试图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例提供了一种疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂，该疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂包括位阻溶剂和分散于位阻溶剂中的疏水MOFs改性材料；其中，疏水 MOFs改性材料在疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂中的质量占比为5％～20％；
该疏水MOFs改性材料由包括如下步骤的方法制备得到：将MOFs材料、表面改性剂、催化剂分散在有机溶剂中混合均匀，再进行静置反应，制得疏水MOFs改性材料。
本发明实施例中的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂具有如下优点：本发明实施例中的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂具有良好的水稳定性，能够用于捕集含水烟气中的二氧化碳气体，且表现出较好的吸收性能和循环性能。
在一些实施例中，MOFs材料、表面改性剂、催化剂与有机溶剂的质量比为1:1:0.7:160。
在一些实施例中，静置反应的反应温度为60℃，反应时间为15h。
在一些实施例中，MOFs材料为ZIF-8、ZIF-67、UiO-66或MIL-101中的一种，优选为ZIF-8或ZIF-67；表面改性剂为5,6-二甲基苯并咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、二甲硝咪唑、5-氯-1-甲基-4-硝基咪唑、左旋咪唑、吡咪唑、联咪唑或1-乙烯基咪唑中的一种，优选为5,6-二甲基苯并咪唑；催化剂为三乙胺或乙二胺中的一种，优选为三乙胺；有机溶剂为甲醇、庚烷、N,N-二甲基甲酰胺、氯仿或正己烷中的一种，优选为甲醇。
在一些实施例中，位阻溶剂为乙二醇(EG)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、2-氨基-2- 甲基-丙醇(AMP)、支化聚乙烯亚胺(BPEI)、[C6BIm2][NTf2]2、[DBU-PEG][NTf2]或 [Bpy][NTf2]中的一种，优选为乙二醇(EG)。
在一些实施例中，疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂还包括2-甲基咪唑，2-甲基咪唑在疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂中的质量占比为30％～40％，通过引入2-甲基咪唑，可以增加反应体系中二氧化碳气体的溶解度，利于提高对二氧化碳气体的捕集量。
本发明实施例另一方面还提供了一种上述疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将疏水MOFs改性材料进行活化处理；
(2)将活化后的疏水MOFs改性材料分散到位阻溶剂和2-甲基咪唑的混合溶液中，磁力搅拌混合，制得疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂。
本发明实施例疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂的制备方法工艺简单，通过将活化处理后的疏水MOFs改性材料分散在位阻溶剂中，同时引入2-甲基咪唑，增加反应体系的二氧化碳气体的溶解度，提高对二氧化碳气体的捕集量；且该制备方法成本低、对设备要求低，可用于工业化大批量生产。
在一些实施例中，步骤(1)中，活化处理的温度为80～150℃，时间为12～24h。
在一些实施例中，步骤(2)中，磁力搅拌的温度为20～30℃，搅拌转速为400～800r/min，搅拌时间为12～24h。
本发明实施例还提供了一种疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂在碳捕集领域的应用，将上述疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂用于含水烟气中二氧化碳气体的捕集与分离。本发明实施例采用常规的称重法进行二氧化碳吸收解吸实验。
下面通过具体实施例进一步详细描述本发明疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂及其制备方法。
实施例1
一种疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备MOFs材料(ZIF-8)：S1，将5.578g Zn(NO3)2·6H2O(18.75mmol)溶于 150mL甲醇中，超声混合10min后得到金属盐甲醇溶液；S2，将6.160g 2-甲基咪唑 (75mmol)溶于150mL甲醇中，超声混合10min后得到2-甲基咪唑甲醇溶液；S3，将金属盐甲醇溶液一次性全部快速倒入2-甲基咪唑甲醇溶液中，超声混合10min后于40℃恒温箱中静置12h，得到混合溶液；S4，将混合溶液离心，并用甲醇充分洗涤，在60℃真空干燥箱中干燥24h后得到ZIF-8，所得ZIF-8的平均粒径为150nm左右；
(2)制备疏水MOFs改性材料[ZIF-8(SLER)]：将5,6-二甲基苯并咪唑(DMBIM)、三乙胺(TEA)和新鲜制备的ZIF-8纳米晶体分散在甲醇(MeOH)溶剂中(重量组成：ZIF-8:DMBIM:TEA:MeOH＝1:1:0.7:160)，混合超声20min，然后将混合液放置于60℃烘箱中15h，让反应原料进行低温充分反应；反应结束后，用适量的甲醇清洗反应液3次，真空干燥后即可得到疏水MOFs改性材料，记为ZIF-8(SLER)；
(3)疏水MOFs改性材料[ZIF-8(SLER)]的活化处理：将ZIF-8(SLER)于150℃真空干燥箱中活化24h；
(4)制备疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂[ZIF-8(SLER)-PLs]：按照ZIF-8(SLER):2-甲基咪唑:乙二醇＝15wt％:34wt％:51wt％的比例，将活化后的ZIF-8(SLER) 超声分散到乙二醇和2-甲基咪唑的混合液中；然后在25℃下，将混合样品以450r/min的转速，磁力搅拌12h，制得疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂，记为ZIF-8(SLER)-PLs。
对本实施例制得的疏水MOFs改性材料[ZIF-8(SLER)]进行水接触角测试，如图1b所示。结果表明，采用壳层配体交换方法(SLER)，通过后修饰来增加MOFs材料的疏水性能，制得的ZIF-8(SLER)的水接触角为137.9°，具有良好的疏水性，利于其在含水烟气中二氧化碳气体的捕集与分离。
实施例2
一种疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备MOFs材料(ZIF-8)：S1，将5.578g Zn(NO3)2·6H2O(18.75mmol)溶于 150mL甲醇中，超声混合10min后得到金属盐甲醇溶液；S2，将6.160g 2-甲基咪唑 (75mmol)溶于150mL甲醇中，超声混合10min后得到2-甲基咪唑甲醇溶液；S3，先将 1mL金属盐甲醇溶液加入2-甲基咪唑甲醇溶液中超声10min，之后再加入剩余的金属盐甲醇液，超声混合10min后于35℃恒温箱中静置12h，得到混合溶液；S4，将混合溶液离心，并用甲醇充分洗涤，在90℃真空干燥箱中干燥24h后得到ZIF-8，所得ZIF-8的颗粒尺寸较小，平均粒径约80nm；
(2)制备疏水MOFs改性材料[ZIF-8(SLER)]：将5,6-二甲基苯并咪唑(DMBIM)、三乙胺(TEA)和新鲜制备的ZIF-8纳米晶体分散在甲醇(MeOH)溶剂中(重量组成：ZIF-8:DMBIM:TEA:MeOH＝1:1:0.9:200)，混合超声20min，然后将混合液放置于90℃烘箱中24h，让反应原料进行低温充分反应；反应结束后，用适量的甲醇清洗反应液3次，真空干燥后即可得到疏水MOFs改性材料，记为ZIF-8(SLER)；
(3)疏水MOFs改性材料[ZIF-8(SLER)]的活化处理：将ZIF-8(SLER)于130℃真空干燥箱中活化21h；
(4)制备疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂[ZIF-8(SLER)-PLs]：按照ZIF-8(SLER):2-甲基咪唑:乙二醇＝15wt％:34wt％:51wt％的比例，将活化后的ZIF-8(SLER) 超声分散到乙二醇和2-甲基咪唑的混合液中；然后在30℃下，将混合样品以500r/min的转速，磁力搅拌20h，制得疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂，记为ZIF-8(SLER)-PLs。
实施例3
一种疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备MOFs材料(ZIF-67)：S1，将2.33g Zn(NO3)2·6H2O溶于100mL甲醇中，超声混合10min后得到金属盐甲醇溶液；S2，将2.63g 2-甲基咪唑溶于100mL甲醇中，超声混合10min后得到2-甲基咪唑甲醇溶液；S3，将上述两种溶液均匀混合后搅拌30s，然后在室温下将混合溶液在不搅拌的情况下培养24h，进行反应；S4，将反应产物的上清液倒出，通过离心收集紫色沉淀，并用甲醇洗涤3次，最后,在80℃下真空干燥，制得ZIF-67；
(2)制备疏水MOFs改性材料[ZIF-67(SLER)]：将5,6-二甲基苯并咪唑(DMBIM)、三乙胺(TEA)和新鲜制备的ZIF-67纳米晶体分散在甲醇(MeOH)溶剂中(重量组成：ZIF-8:DMBIM:TEA:MeOH＝1:1:0.8:190)，混合超声30min，然后将混合液放置于90℃烘箱中22h，让反应原料进行低温充分反应；反应结束后，用适量的甲醇清洗反应液3次，真空干燥后即可得到疏水MOFs改性材料，记为ZIF-67(SLER)；
(3)疏水MOFs改性材料[ZIF-67(SLER)]的活化处理：将ZIF-67(SLER)于130℃真空干燥箱中活化22h；
(4)制备疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂[ZIF-67(SLER)-PLs]：按照ZIF-67(SLER):2-甲基咪唑:乙二醇＝15wt％:34wt％:51wt％的比例，将活化后的ZIF-67(SLER)超声分散到乙二醇和2-甲基咪唑的混合液中；然后在30℃下，将混合样品以600r/min的转速，磁力搅拌24h，制得疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂，记为ZIF-67(SLER)-PLs。
对比例1
一种MOF基多孔液体碳捕集吸收剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备MOFs材料(ZIF-8)：S1，将5.578g Zn(NO3)2·6H2O(18.75mmol)溶于 150mL甲醇中，超声混合10min后得到金属盐甲醇溶液；S2，将6.160g 2-甲基咪唑 (75mmol)溶于150mL甲醇中，超声混合10min后得到2-甲基咪唑甲醇溶液；S3，将金属盐甲醇溶液一次性全部快速倒入2-甲基咪唑甲醇溶液中，超声混合10min后于40℃恒温箱中静置12h，得到混合溶液；S4，将混合溶液离心，并用甲醇充分洗涤，在60℃真空干燥箱中干燥24h后得到ZIF-8，所得ZIF-8的平均粒径为150nm左右；
(2)MOFs材料(ZIF-8)的活化处理：将ZIF-8于150℃真空干燥箱中活化24h；
(3)制备MOF基多孔液体碳捕集吸收剂(ZIF-8-PLs)：按照ZIF-8:2-甲基咪唑:乙二醇＝15wt％:34wt％:51wt％的比例，将活化后的ZIF-8超声分散到乙二醇和2-甲基咪唑的混合液中；然后在25℃下，将混合样品以450r/min的转速，磁力搅拌12h，制得MOF基多孔液体碳捕集吸收剂，记为ZIF-8-PLs。
对本对比例制得的MOFs材料(ZIF-8)进行水接触角测试，如图1a所示。结果表明，未进行疏水改性的ZIF-8的水接触角为36.4°，具有较好的亲水性，不利于在含水烟气中二氧化碳气体的捕集与分离。
实验例1
由于实际电厂的烟气中含有水蒸气，而水蒸气不易除去或解吸，碳捕集吸收剂反复使用后，烟气中的水分子会留存到吸收剂中，会导致其对CO2的吸附性能显著降低。
本实验例通过水热实验以验证本发明实施例1制得的ZIF-8(SLER)的水稳定性的优越性。分别称取1g本发明实施例1中的ZIF-8(SLER)和1g对比例1中的ZIF-8，将其分别加入到存有80ml去离子水的密封容器内，并置于70℃的烘箱中，在烘箱中进行固定时间(如1d、5d、10d、20d)的水热反应；反应结束后，过滤、在80℃环境下干燥，并进行XRD 表征。
图2为本发明实施例1制得的ZIF-8(SLER)在水热环境中处理不同天数时的XRD图谱；图3为对比例1制得的ZIF-8在水热环境中处理不同天数时的XRD图谱。从图2中可以看出，将ZIF-8进行疏水改性后得到的ZIF-8(SLER)在7.2°、10.3°、12.6°、14.7°、16.5°、18.1°均存在衍射峰，分别对应于ZIF-8的(011)、(002)、(112)、(022)、(013)、(022)晶面，与文献报道的ZIF-8晶体结构一致，说明本发明成功合成了ZIF-8晶体，且对其进行疏水改性不影响晶体结构；此外，通过图2可以看出，疏水改性后的ZIF-8(SLER)在水热环境中处理20d后，其晶体结构几乎未发生变化；而通过图3可以发现，未进行疏水改性的ZIF-8 在水热处理10d后，出现了新的杂质相，说明其晶体结构在水热环境下发生了变化，水稳定性较差。
应用例
分别将本发明实施例1制得的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂[ZIF-8(SLER)-PLs]和对比例1制得的MOF基多孔液体碳捕集吸收剂(ZIF-8-PLs)用于含水烟气中二氧化碳气体的捕集与分离。
采用称重法进行二氧化碳吸收解吸实验，具体步骤为：分别称取适量实施例1制备的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂[ZIF-8(SLER)-PLs]和对比例1制备的MOF基多孔液体碳捕集吸收剂(ZIF-8-PLs)，分别加入到10ml吸收瓶中，并记录质量(空瓶+[ZIF-8(SLER)-PLs]/或空瓶+[ZIF-8-PLs])；再将吸收瓶移至水蒸气发生器水浴槽中，并调整水蒸气发生器水浴槽温度为46℃，将吸收瓶预热数分钟；随后通入二氧化碳气体，调整气体流量计为60ml/min，吸收温度为40℃，相隔数分钟取出吸收瓶并擦干瓶身水渍称其重量，重复上述操作至120min；然后利用封口膜将吸收瓶进气口以及瓶口处密封放，防止解吸过程中样品溢出，将密封好的吸收瓶放置真空60℃环境中解吸20min；取出吸收瓶并拆解封口膜称取质量，重复上述工作5次。
图4为本发明实施例1制得的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂[ZIF-8(SLER)-PLs]在含水烟气碳捕集过程中的稳定性测试图；图5为对比例1制得的MOF基多孔液体碳捕集吸收剂(ZIF-8-PLs)在含水烟气碳捕集过程中的稳定性测试图。通过对比图4和图5，可以发现，当二氧化碳浓度为99.99％，负载水蒸气10％(水浴温度46℃)时，疏水改性后的 ZIF-8(SLER)-PLs表现出了良好的循环性能；而未进行疏水改性的ZIF-8-PLs，其水稳定性则相对较差，在经过4次碳捕集循环后，其吸收性能衰减约30％，由此可见，疏水改性有利于提高多孔液体碳捕集吸收剂的水稳定性。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂，其特征在于，包括位阻溶剂和分散于位阻溶剂中的疏水MOFs改性材料；所述疏水MOFs改性材料在所述疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂中的质量占比为5％～20％；
所述疏水MOFs改性材料由包括如下步骤的方法制备得到：将MOFs材料、表面改性剂、催化剂分散在有机溶剂中混合均匀，再进行静置反应，制得所述疏水MOFs改性材料；
其中，所述MOFs材料、所述表面改性剂、所述催化剂与所述有机溶剂的质量比为1:1:0.5～0.9:150～200；所述静置反应的反应温度为60～90℃，反应时间为15～24h；
所述MOFs材料为ZIF-8、ZIF-67、UiO-66或MIL-101中的一种；所述表面改性剂为5,6-二甲基苯并咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、二甲硝咪唑、5-氯-1-甲基-4-硝基咪唑、左旋咪唑、吡咪唑、联咪唑或1-乙烯基咪唑中的一种；所述催化剂为三乙胺或乙二胺中的一种；所述有机溶剂为甲醇、庚烷、N,N-二甲基甲酰胺、氯仿或正己烷中的一种。
2.根据权利要求1所述的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂，其特征在于，所述MOFs材料为ZIF-8或ZIF-67；所述表面改性剂为5,6-二甲基苯并咪唑；所述催化剂为三乙胺；所述有机溶剂为甲醇。
3.根据权利要求1所述的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂，其特征在于，所述位阻溶剂为EG、PDMS、AMP、BPEI、[C6BIm2][NTf2]2、[DBU-PEG][NTf2]或[Bpy][NTf2]中的一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂，其特征在于，所述疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂还包括2-甲基咪唑，所述2-甲基咪唑在所述疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂中的质量占比为30％～40％。
5.权利要求4所述的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将疏水MOFs改性材料进行活化处理；
(2)将活化后的疏水MOFs改性材料分散到位阻溶剂和2-甲基咪唑的混合溶液中，磁力搅拌混合，制得疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂。
6.根据权利要求5所述的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂的制备方法，其特征在于，所述活化处理的温度为80～150℃，时间为12～24h。
7.权利要求4所述的疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂在碳捕集领域的应用，其特征在于，所述疏水MOF基多孔液体碳捕集吸收剂用于含水烟气中二氧化碳气体的捕集与分离。
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