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二氧化碳(Carbon dioxide,CO2)的增量排放造成大气中温室气体浓度升高,CO2的捕获和存储是解决该问题的主要方法。同时,二氧化碳与甲烷的分离也是天然气纯化的重要过程。传统的低温蒸馏分离技术中某些气体化学品具有较强的挥发性和高沸点,因此非常耗能。除了开发新技术之外,研制低成本高分离性能的新型材料对于二氧化碳捕获具有重要意义。乙炔(acetylene,C2H2)作为一种使用广泛的化学原料和重要的气体燃料,在工业上主要通过CH4的部分燃烧或蒸汽裂化过程中产生的混合物分离得到。目前,C2H2是用有机溶剂纯化,这会产生大量的溶剂浪费和能源损耗,因此利用固体多孔材料吸附甲烷、乙炔,捕获和存储CO2成了一种新的解决方案。微孔有机聚合物(MOPs)和金属有机骨架(MOFs)具有晶体密度小,功能结构性强和比表面积大,孔道结构可调节等特点,在催化、光电、吸附等方面有广泛应用。本文合成了两种新型材料,针对它们在气体的选择性分离和吸附性质方面展开了研究讨论。以无水FeCl3为催化剂,单体3,5-二(9H-咔唑-9-基)苯胺(CB-NH2)通过氧化偶联反应合成了一种新型微孔有机聚合物(PCB-NH2)。PCB-NH2具有永久孔隙度,BET比表面积为542.4 m2 g-1,孔径大小主要集中在0.67 nm。在273 K,1 bar条件下,对于等摩尔的C2H2/CH4混合物,IAST选择性为34.3-21.0,CO2/CH4(5/95)混合物的IAST选择性为16.7-5.8。PCB-NH2对CO2吸附的Qst值为31.7 kJ mol-1。这种材料结构中的局部偶极-四极交互作用增强极性CO2分子与聚合物之间的相互作用,有利于CO2分子的吸附。由于PCB-NH2对CO2/CH4和C2H2/CH4具有较高的选择性吸附,可潜在应用于天然气和乙炔的纯化。由有机配体H2IPDB和六水和硝酸镍通过溶剂热反应,合成得到新型的零维金属有机骨架(Ni-cluster,Ni16(L)(HCOO)8(OH)8(H2O)8,L=C22H14O6),通过对该晶体的气体吸附研究,其在273 K,1 bar条件下对C2H2的吸附量为29.93 cm3 g-1,CO2的吸附量达到24.03 cm3 g-1。在初始状态下C2H2拥有最高的吸附焓,为44.68 kJ mol-1,CO2的吸附焓为28.11 kJ mol-1。经过维里方法计算,在273 K条件下Ni-cluster对C2H2/CH4,CO2/CH4的亨利分离常数分别为165.5与24.03。同时其IAST选择性也展现出了极高的一致性,在273 K温度下,C2H2/CH4和CO2/CH4的IAST最高选择性分别为171.1和41.2,其选择性均高于同类的MOFs材料,进一步验证了该晶体对C2H2/CH4与CO2/CH4具有良好的选择性分离性能。