金属矿山 ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (8): 218-226.
李明利1 汪少振2 李 湘3 张一帆3 尹 媛4 刘 今4 王存民2 张明明5 徐 欢3
LI Mingli 1 WANG Shaozhen 2 LI Xiang 3 ZHANG Yifan 3 YIN Yuan 4 LIU Jin 4 WANG Cunmin 2 ZHANG Mingming 5 XU Huan 3
摘要: 煤矿主导的能源结构与密集采矿作业不可避免地导致有害颗粒物(PM)和温室气体(CO2 )的同根同源 排放,对气候环境及矿工生命安全构成严重威胁。 传统多孔吸附剂因操作简便、吸附热低且易于再生等优势,在协同 捕获有害颗粒物与气体领域备受关注。 然而,吸附能力与传质阻力间的固有“权衡”效应,以及粉末加工成型后的低 气体渗透性,严重制约其工业应用范围与前景。 研究采用“自下而上”策略,将芴基功能砌块与 1,3,5-三乙炔苯结构 砌块通过交叉偶联反应实现碳-碳共价键高效结合,一锅法制备具有均匀孔结构、柔性可加工与环境耐受性的整体式 块状共轭微孔聚合物吸附剂(D-CMPs)。 具有刚性芳香 π 共轭骨架的 D-CMPs 在长时间高湿条件下表现出优异的结 构和功能稳定性,对 PM0. 3 的捕获效率超过 99. 79%,对 PM2. 5 的捕获效率超过 99. 98%。 在此基础上,由 D-CMPs 开放 的三维分层多孔结构引起的“滑移效应”显著增强了气流分散,提高了气体吞吐量(最小渗透阻力仅 17 Pa)。 得益于 连续均匀的分级孔隙性质和芴基功能位点的充分暴露,D-CMPs 表现出良好的 CO2 吸附与封存性能。 在压力为 1. 0× 10 5 Pa、温度为 273. 15 K 下,CO2 的吸附容量高达 2. 59 mmol / g。 在低碳和清洁能源技术广泛采用之前,具有优异结构 稳定性、孔隙可调性、环境耐受性和高吸附能力的多孔固体材料将成为矿井作业环境净化的优异候选对象。
中图分类号: