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随着各种化石燃料的不断燃烧，一方面空气中的CO2浓度急剧增加，导致“温室效应”越来越严重;另一方面石油资源即将耗尽，导致能源危机。当前，积极开发利用氢能、太阳能、生物能等清洁能源已成为各国政府最紧迫的任务。沼气作为新能源中的重要一员，因其获得途径简便和燃烧值较高而备受关注，但是沼气中除了含有CH4外，还含有杂质气体CO2，杂质气体CO2的存在不仅降低了沼气的燃烧热值，并且还会腐蚀运输管道，所以，欲提高沼气的燃烧值，从沼气中分离提纯CH4，必须除去杂质气体CO2。 目前，提纯天然气、沼气最常用的方法主要有溶剂吸收法、膜分离法、低温蒸馏法、变压吸附法(PSA)。溶剂吸收法投资高，易受条件限制，在整个湿法操作过程中还存在设备腐蚀和环境污染等问题，存在一定缺陷。膜分离法具有装置简单、投资少、效益高、无化学试剂添加等优点，但是，利用此种分离法分离回收CO2效果比较差，分离膜容易老化，导致气体纯度不高。低温蒸馏法由于在操作过程中需要冷却大量的能量来制造低温环境，因此低温分离法设备庞大、能耗高、运行成本高。PSA法操作简单、经济可行、环境友好，因而被广泛应用于气体分离领域。PSA法分离CH4/CO2的关键是选择具有吸附容量高、选择性高、稳定性好的吸附剂。作为近年来最具潜力的CO2捕获材料之一，金属有机骨架材料(MOFs)引起了研究者的广泛关注。其中，MIL-101(Cr)具有较大的比表面积、较高的孔隙率、稳定性好、具有不饱和金属铬位等优点，这些结构特性使MIL-101(Cr)成为理想的气体吸附材料。由于CO2是酸性气体，在MOFs材料孔道中可以引入氨基碱性位，可以提升材料对CO2的饱和吸附量，进而提高CH4/CO2的分离效率。本文利用聚乙烯亚胺(PEI)改性MIL-101(Cr)，研究其对CH4/CO2的分离性能以及探讨改性的MIL-101(Cr)吸附剂对CO2吸附的特性。 采用浸渍法将PEI负载到MIL-101(Cr)孔道中，制备改性的MIL-101(Cr)吸附剂。采用X线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热分析仪(TG)和N2吸附-脱附对改性的MIL-101(Cr)吸附剂进行表征，结果表明:利用浸渍法可以成功将PEI负载到MIL-101(Cr)的孔道中，并且被引入的PEI没有对MIL-101(Cr)原有的晶体结构造成影响，MIL-101(Cr)骨架结构能够保持完整;改性的MIL-101(Cr)吸附剂的结构能够在200℃左右稳定存在。相比于MIL-101(Cr)，改性的MIL-101(Cr)吸附剂每个孔的孔径、孔容和比表面积都有所减小。 测试改性的MIL-101(Cr)吸附剂在101.3 kPa、25℃下CO2和CH4的平衡吸附量，分析PEI负载量和CO2饱和吸附量与改性的MIL-101(Cr)吸附剂的孔径、孔容、比表面积的关系。结果表明，与未改性的MIL-101(Cr)相比，PEI负载量为3.0mmol/g的改性的MIL-101(Cr)吸附剂对CO2的吸附量由74.6 cm3/g提升到114.3 cm3/g，对CH4的吸附量由11.8 cm3/g降低到8.0 cm3/g，改性的MIL-101(Cr)吸附剂大大提高了CO2/CH4的分离性能。显著提高了CH4/CO2的分离性能;并且确定了PEI负载量和CO2平衡吸附量在改性的MIL-101(Cr)吸附剂每种孔道内的分配。改性的MIL-101(Cr)吸附剂在80℃、4mmHg下处理即可完全脱附再生，再生条件温和。改性的MIL-101(Cr)吸附剂具有较好的稳定性，并且具有良好的应用前景。