机械化学合成CALF-20用于变温吸附CO2捕集：热力学与动力学研究

• 通过减溶剂机械化学法可持续合成CALF-20。• 在实验室规模固定床反应器的动态条件下对CALF-20进行了测试。• CALF-20在TSA测试中实现了高达2.55 mmol g –1的高CO 2吸附容量。• CALF-20在多个TSA循环中表现出稳定的多次循环性能。• 热力学和动力学研究证实了物理吸附驱动的捕集过程。本研究探讨了通过机械化学法合成的锌基金属有机框架（MOF）CALF-20在燃烧后过程中利用变温吸附（TSA）捕集二氧化碳（CO 2 ）的潜力。与传统方法不同，机械化学合成减少了溶剂用量和反应时间，在保持CALF-20结构完整性的同时符合可持续发展目标。本研究调查了CALF-20的热力学和动力学性质，在不同操作温度（28–130 °C）和CO 2体积分数（3–20 % by volume）下，评估了其在实验室规模固定床反应器中的CO 2吸附和解吸性能。主要发现表明，CALF-20展现出良好的CO 2吸附和解吸效率，在每个循环中均实现完全再生。Sips等温线分析表明其具有高CO 2吸附容量（高达2.55 mmol g –1 ）和表面异质性，而等量吸附热数值证实了该过程为物理吸附驱动。动力学分析显示准一级动力学模型与CO 2吸附数据拟合最好，进一步证实了主要是物理吸附机制。此外，该研究证明了CALF-20在十次TSA循环中的稳定性能，凸显了其作为用于CO 2捕集应用的可行且可持续材料的潜力。