亓士超，朱蓉蓉，劉昕，薛丁銘，劉曉勤，孫林兵

（南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京211816）

引 言

目前造成溫室效應(yīng)的重要原因之一是人類生產(chǎn)生活中過(guò)量排放的CO2[1-4]，CO2捕集技術(shù)是減少CO2排放量行之有效的手段[5-7]。傳統(tǒng)的CO2捕集的方法之一是利用有機(jī)胺溶液進(jìn)行化學(xué)吸收，雖然可以有效地脫除CO2，但是有機(jī)胺溶液具有毒性大、腐蝕性強(qiáng)、易揮發(fā)、再生操作能耗高等缺陷[8-10]，因此通過(guò)吸附劑吸附捕集CO2法成為研究的重點(diǎn)，且已展現(xiàn)出巨大的實(shí)用性和廣闊的市場(chǎng)前景[11-12]。多孔有機(jī)聚合物（porous organic polymer，POP）因其具有很高的比表面積、發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)、靈活的拓?fù)湫螒B(tài)和可調(diào)變的功能特性[13-15]，引起了研究者們廣泛的關(guān)注，并在諸如氣體的吸附和分離、多相催化、電催化、傳感和藥物緩釋等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景[16-20]。在上述低碳減排的潮流背景下，關(guān)于POP 的制備及其在CO2吸附捕集中的應(yīng)用，每年都會(huì)涌現(xiàn)出大量的研究成果和相關(guān)報(bào)道[21-24]。

雖然POP 普遍具有很高的比表面積和較發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)，但研究表明POP 普遍缺少特定的CO2親和位點(diǎn)，故其與CO2分子多發(fā)生物理吸附且吸附選擇性較差，高溫下CO2易脫附，這也是其他種類的CO2吸附劑普遍存在的問(wèn)題[25]。例如，在工業(yè)應(yīng)用中對(duì)50～120℃的電廠煙道氣進(jìn)行處理時(shí)，各類吸附劑的CO2的吸附能力均會(huì)急劇下降。因此，需進(jìn)一步研究增強(qiáng)“吸附質(zhì)-吸附劑”的相互作用和提高CO2的吸附選擇性的方法。由于有機(jī)胺吸收CO2是化學(xué)吸收，吸收穩(wěn)定且選擇性高，因此將有機(jī)胺摻雜入吸附劑成為公認(rèn)的提升吸附劑對(duì)于CO2吸附量和選擇性的方法[26-29]。

目前有機(jī)胺與吸附劑的常見(jiàn)摻雜方法有兩種，即嫁接法和浸漬法[30-32]。嫁接法是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將有機(jī)胺基團(tuán)經(jīng)化學(xué)鍵連接到吸附材料上，浸漬法是通過(guò)物理吸附的方式將有機(jī)胺引入到吸附材料上。POP 雖然是一大類多孔材料，也已廣泛用于CO2吸附捕集，但到目前為止，國(guó)內(nèi)外均采用單純的POP材料吸附CO2，或單一摻雜有機(jī)胺的方法對(duì)POP 進(jìn)行修飾，而缺少對(duì)于不同的有機(jī)胺摻雜模式對(duì)于POP 吸附CO2行為影響的橫向比較研究。本文采用單體1,3,5-三苯基苯（TPB），利用TPB的相互偶聯(lián)制備POP[33]，命名為nTPB。nTPB通過(guò)嫁接法引入乙二胺（EDA），得到EDA 摻雜的吸附劑，命名為nTPBEDA。nTPB通過(guò)浸漬法引入EDA，得到另一種EDA摻雜的吸附劑，命名為nTPB-dip。此兩種方法得到的EDA 摻雜的nTPB 具有基本相同的氮含量，因此可以排除EDA 的不同摻雜量對(duì)于nTPB 后續(xù)CO2吸附性能的干擾，從而深入考察EDA 的兩種摻雜模式對(duì)于nTPB 的組織結(jié)構(gòu)及其CO2吸附能力的本質(zhì)影響，并分析兩種方法的特點(diǎn)，以及產(chǎn)生不同影響的根本原因。

1 實(shí)驗(yàn)材料和方法

1.1 材料

TPB、EDA、多聚甲醛、乙酸和磷酸均為分析純，購(gòu)自Adamas 公司；1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、乙醇、四氫呋喃、無(wú)水三氯化鐵和鹽酸均為分析純，購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)；CO2（純度：99.999%）、N2（純度：99.999%）和He（純度：99.999%）由南京上元?dú)怏w有限公司提供。

1.2 nTPB、nTPB-EDA和nTPB-dip的合成

圖1是三種材料的合成過(guò)程。2 mmol TPB 溶解在80 ml 1,2-二氯乙烷中，加入300 mg 無(wú)水三氯化鐵作催化劑，然后在N2氛圍中快速攪拌，83℃下回流24 h。反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫，抽濾混合物并用乙醇進(jìn)行洗滌，直至濾液澄清。將濾餅放入80℃真空干燥箱中干燥12 h，最終得到的棕黃色聚合物命名為nTPB。

在150 ml 圓底燒瓶中加入4.45 ml 乙酸、5.6 ml磷酸和14.8 ml 鹽酸，然后將250 mg nTPB 和742 mg多聚甲醛依次加入燒瓶中。反應(yīng)在90℃下N2氛圍中進(jìn)行，持續(xù)攪拌72 h。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，將反應(yīng)混合物過(guò)濾，用乙醇洗滌至濾液澄清，然后將濾餅放入90℃烘箱中干燥，得到nTPB 的氯化中間體nTPB-Cl。

圖1 nTPB、nTPB-EDA和nTPB-dip的合成路線Fig.1 Synthesis routes of nTPB,nTPB-EDA,and nTPB-dip

在250 ml 圓底燒瓶中，加入60 ml 無(wú)水四氫呋喃，然后依次將200 mg nTPB-Cl、350 mg EDA 加入燒瓶中，并在66℃下N2氛圍中回流24 h，期間快速攪拌。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，將反應(yīng)混合物過(guò)濾，用H2O 和乙醇洗滌濾餅直至濾液呈中性。真空干燥后，得到的黑色粉末命名為nTPB-EDA。在50 ml 燒杯中依次加入100 mg nTPB、25 ml 二氯甲烷溶液，快速攪拌過(guò)程中緩慢滴加7 mg EDA，持續(xù)攪拌并充分浸漬4 h 后在40℃蒸干溶劑，得到棕色粉末聚合物命名為nTPB-dip。

1.3 分析測(cè)試儀器

傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR），Nicolet IS10型，美國(guó)ThermoFisher 公司；X 射線粉末衍射（XRPD）儀，Bruker D8 型，德國(guó)Bruker 公司；元素分析儀，Vario MICRO cube 型，德國(guó)Elementar 公司；掃描電子顯微鏡（SEM）和能量色散X 射線光譜（EDX）儀，Hitachi S-4800型，日本日立公司；比表面與孔隙分析儀，ASAP 2020型，美國(guó)Micromeritics公司。

1.4 氣體吸附測(cè)試

為得到77 K 下N2吸附-脫附等溫線，樣品在100℃下脫氣預(yù)處理5 h。Brunauer-Emmett-Teller（BET）比表面積在0.01～0.10的相對(duì)壓力（P/P0）范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，并且根據(jù)P/P0為0.95 時(shí)的吸附量來(lái)計(jì)算材料的孔容，利用非定域密度泛函理論（nonlocal density functional theory，NLDFT）模型擬合計(jì)算孔徑分布。

CO2和N2（99.999%）的氣體吸附實(shí)驗(yàn)基于靜態(tài)容積法，假設(shè)在研究溫度下氣體He未被吸附，用He（99.999%）測(cè)量石英管的自由空間。稱取待測(cè)樣品50 mg，在100℃下抽真空預(yù)處理5 h，并在0℃和25℃下分別得到純組分氣體CO2和N2在不同材料上的吸附平衡等溫線。吸附劑對(duì)CO2的吸附再生性能測(cè)試方法如下：每次吸附測(cè)試前吸附劑在130℃下真空預(yù)處理100 min 進(jìn)行再生[34-35]，然后在0℃、1 bar(105Pa)下進(jìn)行CO2飽和吸附。對(duì)每種吸附劑循環(huán)吸脫附6次，考察單次飽和吸附量的變化。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 材料的結(jié)構(gòu)特性

圖2 nTPB、nTPB-EDA和nTPB-dip的紅外光譜圖（a）和廣角XRPD譜圖（b）Fig.2 FTIR spectra(a)and wide-angle XRPD patterns(b)of nTPB,nTPB-EDA,and nTPB-dip

圖2（a）是三種材料的紅外光譜圖。nTPB 在3432 cm-1處的峰屬于—O—H 的伸縮振動(dòng)峰，應(yīng)由nTPB制備過(guò)程中材料中殘留的微量乙醇洗液導(dǎo)致，這是由于nTPB 作為POP 具有很強(qiáng)的吸附能力。EDA 的摻雜導(dǎo)致nTPB-EDA 和nTPB-dip 的3406 cm-1處出現(xiàn)很強(qiáng)的吸收峰，屬于—N—H 的伸縮振動(dòng)，這個(gè)吸收峰很強(qiáng)，完全掩蔽了殘留乙醇的影響，表明了EDA 的成功引入。2974 cm-1處的小峰由芳環(huán)上C—H 伸縮引起，并且與其他兩個(gè)材料相比，只有nTPB-EDA 在此處的峰明顯減弱，證明EDA 確實(shí)是通過(guò)化學(xué)嫁接的方式摻雜到nTPB 上，而nTPBdip 僅通過(guò)浸漬法引入EDA，故此處的芳環(huán)C—H 伸縮峰并未有明顯減弱。在1612 cm-1處nTPB 出現(xiàn)了多取代芳環(huán)的C—H 和C====C 面內(nèi)變形振動(dòng)的泛頻吸收譜帶，由于N—H 的變形振動(dòng)吸收譜帶也在此附近，會(huì)與芳環(huán)變形振動(dòng)的泛頻吸收耦合，所以nTPB-EDA 和nTPB-dip 在1612 cm-1處的吸收峰有所增強(qiáng)。在1095 cm-1處三種材料均出現(xiàn)了芳環(huán)的骨架振動(dòng)，而此附近，只有nTPB-EDA 在1045 cm-1處出現(xiàn)了一個(gè)與芳環(huán)連接的C—N 的伸縮振動(dòng)峰，這是嫁接法引入EDA 的必然結(jié)果，與此對(duì)應(yīng)的是879 cm-1處nTPB和nTPB-dip的芳環(huán)C—H變形振動(dòng)峰由于nTPB-EDA 中EDA 基團(tuán)的嫁接取代而明顯減弱。紅外光譜的結(jié)果表明EDA 的摻雜符合最初的設(shè)想，浸漬法僅是在nTPB 物理?yè)诫s了EDA，而嫁接法使EDA 與nTPB 發(fā)生了鍵合。圖2（b）是三種材料的廣角XRPD 圖，三者均呈現(xiàn)典型的非晶態(tài)特征，且nTPB 在23°時(shí)有一個(gè)較寬的衍射峰，隨著EDA 的成功引入，nTPB-EDA 和nTPB-dip 相應(yīng)的衍射峰均減弱。

圖3 是三種材料的77 K N2吸附-脫附等溫線和孔徑分布。低壓區(qū)時(shí)三種材料的N2吸附量均迅速上升，是典型的Ⅰ型微孔材料等溫線，證明nTPB、nTPB-EDA 和nTPB-dip 具有豐富的微孔結(jié)構(gòu)，具有潛在的良好的CO2吸附能力。與其他兩種材料相比，nTPB 具 有 更 高 的N2吸 附 量，nTPB-EDA 和nTPB-dip 由于引入了EDA，其孔道必然會(huì)被部分堵塞，相應(yīng)表現(xiàn)就是N2吸附量減小，同時(shí)出現(xiàn)孔徑更小的微孔。由于nTPB-dip是采用浸漬法引入EDA，其本質(zhì)是利用nTPB 的孔道結(jié)構(gòu)吸附EDA，故而其孔道堵塞最嚴(yán)重，N2吸附量也最小。三種材料的孔徑分布圖也佐證了上述推導(dǎo)，nTPB的微孔孔徑主要分布在1～2 nm 區(qū)間，而nTPB-EDA 和nTPB-dip 均出現(xiàn)了孔徑小于1 nm的超微孔。

圖3 nTPB、nTPB-EDA和nTPB-dip的N2吸附-脫附等溫線和孔徑分布Fig.3 N2 adsorption-desorption isotherms and pore size distributions of nTPB,nTPB-EDA,and nTPB-dip

如表1 所示，三種材料的比表面積從大到小依次是nTPB（2448 m2/g）、nTPB-EDA（1981 m2/g）和析比較；但由于化學(xué)反應(yīng)平衡的限制，要得到相同EDA 引入量的nTPB-EDA 和nTPB-dip，嫁接法的EDA 與nTPB 反應(yīng)的投料比要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于浸漬法。例如在本文中，nTPB-EDA 和nTPB-dip實(shí)現(xiàn)了相同的EDA 負(fù)載量（以N 元素計(jì)），然而由實(shí)驗(yàn)部分可知，嫁接法中EDA 和nTPB 的折合投料質(zhì)量比約為2.59∶1，而浸漬法中投料質(zhì)量比僅為0.07∶1。

圖4 中SEM 圖像清晰地展示了nTPB、nTPBEDA 和nTPB-dip 顆粒的形貌。三種材料均為相似的塊狀結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)緊密的聚合狀態(tài)，且無(wú)論以何種模式摻雜EDA，三種材料的形貌都沒(méi)有明顯區(qū)別，這表明EDA 的引入僅在孔道結(jié)構(gòu)以及微觀層面對(duì)nTPB 產(chǎn)生調(diào)變。在nTPB-EDA 和nTPB-dip 的EDX光譜中，C 元素的分布和N 元素的分布完全一致，這表明nTPB-EDA 和nTPB-dip 上的EDA 基團(tuán)分布均勻，說(shuō)明嫁接法和浸漬法都能在nTPB 基質(zhì)上成功引入EDA，且EDA 基團(tuán)在nTPB 基質(zhì)上都實(shí)現(xiàn)了均勻摻雜。nTPB-dip（1580 m2/g），總孔容和微孔容也均以此順序依次降低。由此可知，nTPB 成功引入EDA 后，無(wú)論采用何種方式，EDA 均會(huì)占據(jù)部分孔道，改變聚合物的孔道結(jié)構(gòu)。浸漬法由于完全是依靠nTPB 本具的強(qiáng)吸附作用引入EDA，所以比表面積和孔容會(huì)下降更為明顯。元素分析結(jié)果表明按照上述嫁接法和浸漬法可以得到EDA 摻雜量基本相同的nTPB-EDA 和nTPB-dip，這方便之后對(duì)兩種吸附劑nTPB-EDA 和nTPB-dip的CO2吸附性能進(jìn)行橫向分

圖4 nTPB、nTPB-EDA和nTPB-dip的SEM圖以及C、N元素的EDX光譜圖Fig.4 SEM images of nTPB,nTPB-EDA and nTPB-dip,and EDX mappings of C,N elements

表1 nTPB、nTPB-EDA和nTPB-dip的結(jié)構(gòu)特性和元素分析Table 1 Textural properties and elemental analysis of nTPB，nTPB-EDA，and nTPB-dip

2.2 氣體吸附平衡特性

nTPB、nTPB-EDA 和nTPB-dip 在不同溫度下（0℃和25℃）的CO2和N2的吸附等溫線如圖5 所示，并以此計(jì)算吸附劑對(duì)CO2的吸附選擇性和吸附熱。作為POP材料，nTPB具有很高的比表面積和發(fā)達(dá)的孔道結(jié)構(gòu)，所以它已具有良好的CO2吸附量（4.4 mmol/g，0℃，1 bar；2.3 mmol/g，25℃，1 bar）。由于嫁接了EDA，nTPB-EDA 表現(xiàn)出更好的CO2吸附量（5.2 mmol/g，0℃，1 bar；2.7 mmol/g，25℃，1 bar），這是因?yàn)镋DA 基團(tuán)為nTPB 基質(zhì)提供了更多的CO2化學(xué)吸附位點(diǎn)，這表明通過(guò)EDA 嫁接法提升nTPB 基質(zhì)對(duì)CO2的吸附量是行之有效的。nTPB-dip雖然引入了相同量的EDA，但CO2吸附量反而較nTPB 更低（3.4 mmol/g，0℃，1 bar；1.9 mmol/g，0℃，1 bar）。這是由于nTPB-dip 通過(guò)浸漬法制備，EDA 完全被nTPB 的孔道吸附，nTPB-dip 的孔道較nTPB 基質(zhì)過(guò)度堵塞，這與上述比表面積和孔容呈現(xiàn)出的規(guī)律一致，此外引入孔道中的EDA 可能因?yàn)榘褡饔枚鵁o(wú)法充分發(fā)揮吸附位點(diǎn)的功能，減小了對(duì)CO2吸附的貢獻(xiàn)[36]。另外，在相同條件下，三種材料的CO2吸附量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于N2。例如nTPB-EDA 在0℃和1 bar時(shí)的N2的吸附量?jī)H為0.3 mmol/g，這表明nTPB-EDA對(duì)CO2有很好的吸附選擇性。此外，如表2 所示，nTPB-EDA 的比表面積以及對(duì)CO2的吸附量較其他最近報(bào)道的部分嫁接胺的CO2吸附劑相比具有明顯優(yōu)勢(shì)[37-43]。例如，Puthiaraj 等[41]報(bào)道的嫁接乙二胺的兩種芳烴聚合物，比表面積分別只有435 和228 m2/g，而CO2在0℃、1 bar 下的飽和吸附量?jī)H分別為3.0和2.8 mmol/g。

表2 部分典型的嫁接胺吸附劑的比表面積和CO2吸附量Table 2 Specific surface areas and CO2 capture capacities of some typical amine-grafted CO2 adsorbents

圖5 nTPB、nTPB-EDA和nTPB-dip在0℃和25℃的CO2和N2吸附等溫線Fig.5 CO2 and N2 adsorption isotherms of nTPB,nTPB-EDA,and nTPB-dip at 0℃and 25℃

2.3 CO2/N2的吸附選擇性

吸附劑的吸附選擇性能是檢驗(yàn)吸附劑在實(shí)際混合氣體吸附中的重要指標(biāo)。根據(jù)CO2和N2在三種材料上的吸附等溫線，采用Dual-Langmuir（DL）模型[式(1)]對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合，計(jì)算三種材料對(duì)CO2的吸附選擇性。

表3 nTPB、nTPB-EDA和nTPB-dip的吸附等溫線擬合數(shù)據(jù)Table 3 Fitting data for adsorption isotherms of nTPB，nTPB-EDA，and nTPB-dip

式中，下角標(biāo)c和i分別指兩種吸附位；qc和qi表示兩種吸附位上最大吸附量，mmol/g;kc和ki表示兩種吸附位的吸附平衡常數(shù)，bar-1;q是總吸附量,mmol/g;P 是體系壓力,bar。擬合得到的參數(shù)值如表3 所示，三種材料的擬合結(jié)果的偏差R2＞0.999，表明DL模型能夠很好地?cái)M合出三種材料對(duì)CO2和N2的吸附性能。

基于上述單組分?jǐn)M合數(shù)據(jù)，當(dāng)體系壓力和溫度一定時(shí)，利用理想溶液吸附理論（ideal adsorption solution theory，IAST）模型預(yù)測(cè)一定摩爾分?jǐn)?shù)下的CO2和N2混合氣體在吸附劑上的吸附選擇性。雙組分氣體在吸附質(zhì)上的吸附選擇性定義為

式中,x代表氣體在吸附相中的摩爾分?jǐn)?shù)，y代表氣體在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)，下標(biāo)i、j 代表不同組分。本研究按照典型煙道氣的氣體組成CO2/N2（體積比，15/85）進(jìn)行雙組分氣體模擬。如圖6 所示，不同溫度下，引入了EDA的nTPB的CO2吸附選擇性均有明顯提升，其中nTPB-EDA 的吸附選擇性最佳。nTPB-dip 對(duì)CO2的吸附選擇性較nTPB 雖有明顯提高，但仍遠(yuǎn)弱于nTPB-EDA，這是因?yàn)榻n法得到的nTPB-dip 孔道堵塞嚴(yán)重，且浸漬的EDA 積聚在nTPB 基質(zhì)的孔道里，吸附活性位點(diǎn)被包埋，部分EDA不能用于吸附CO2。

圖6 nTPB、nTPB-EDA和nTPB-dip在0℃和25℃的CO2/N2 IAST選擇性Fig.6 IAST selectivity of CO2/N2for nTPB,nTPB-EDA,and nTPB-dip at 0℃and 25℃

2.4 CO2吸附熱

為了更好地了解三種材料與CO2之間的相互作用是物理吸附還是化學(xué)吸附，根據(jù)不同溫度下（0℃，25℃）的吸附等溫線，本研究采用維里方程[式（3）、式（4）]計(jì)算吸附過(guò)程中的CO2吸附熱（Qst）。

式中,P 代表體系壓力，N 代表吸附量，T 代表體系溫度。如圖7 所示，nTPB 的-Qst值在30 kJ/mol 以下，且隨著CO2吸附量沒(méi)有明顯變化，這表明CO2在nTPB 上發(fā)生物理吸附，且nTPB 上沒(méi)有特殊的CO2親和位點(diǎn)。nTPB-EDA 和nTPB-dip 的-Qst值均高于45 kJ/mol，明顯屬于化學(xué)吸附，且吸附熱隨著吸附量的增加而略呈下降趨勢(shì)，這是由于CO2分子優(yōu)先被EDA位點(diǎn)吸附，而隨著CO2吸附量的增加，EDA位點(diǎn)逐漸飽和，吸附劑與吸附質(zhì)間的相互作用會(huì)逐漸減弱。

圖7 nTPB、nTPB-EDA和nTPB-dip的CO2吸附熱Fig.7 Isosteric heat of CO2 adsorption onto nTPB,nTPB-EDA,and nTPB-dip

2.5 吸附劑再生性能

再生性能是評(píng)價(jià)吸附劑實(shí)際應(yīng)用性能的重要指標(biāo)。如圖8所示，經(jīng)過(guò)6次吸脫附循環(huán)測(cè)試，nTPB和nTPB-EDA 在0℃和1 bar 條件下的CO2吸附量在誤差范圍內(nèi)始終只出現(xiàn)輕微波動(dòng)，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的連續(xù)性下降，而nTPB-dip 的CO2吸附量略呈連續(xù)下降趨勢(shì)。這表明nTPB 和nTPB-EDA 經(jīng)過(guò)溫和的再生處理即可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，具有理想的可回收性，通過(guò)嫁接法引入的EDA 具有良好的穩(wěn)定性；而nTPB-dip 由于通過(guò)浸漬法引入EDA，EDA 容易損失，在吸附劑重復(fù)利用過(guò)程中必然伴隨著吸附性能的衰減。

圖8 nTPB、nTPB-EDA和nTPB-dip在0℃、1 bar下的CO2循環(huán)吸附量Fig.8 Cyclic adsorption capacities of CO2 over nTPB,nTPBEDA,and nTPB-dip at 0℃and 1 bar

3 結(jié) 論

本研究主要以多孔聚合物nTPB 為基質(zhì)，進(jìn)而通過(guò)嫁接法和浸漬法引入乙二胺，分別得到乙二胺摻雜量相同的兩種吸附劑nTPB-EDA 和nTPB-dip，通過(guò)系統(tǒng)考察三種材料的組織結(jié)構(gòu)和CO2吸附分離能力，得出以下結(jié)論。

（1）嫁接法和浸漬法都能夠在nTPB 基質(zhì)中成功引入乙二胺基團(tuán)，且引入的乙二胺基團(tuán)分布都較均勻。nTPB、nTPB-EDA 和nTPB-dip都具有很高的比表面積和發(fā)達(dá)的孔道結(jié)構(gòu)，特別是豐富的微孔結(jié)構(gòu)，而乙二胺的引入會(huì)一定程度上降低nTPB 的比表面積和孔容，浸漬法得到的nTPB-dip 孔道堵塞更加明顯。

（2）三種材料均表現(xiàn)出良好的CO2吸附量和吸附選擇性，其中嫁接法（nTPB-EDA）引入乙二胺對(duì)nTPB 基質(zhì)的CO2吸附量和吸附選擇性的提升效果均非常明顯，浸漬法引入乙二胺對(duì)nTPB 基質(zhì)的CO2吸附選擇性有促進(jìn)作用，但是由于浸漬法引入乙二胺會(huì)一定程度上堵塞基質(zhì)孔道，且引入孔道的乙二胺因?yàn)楸话穸鵁o(wú)法充分發(fā)揮吸附位點(diǎn)的作用，nTPB-dip的CO2吸附量反而最小。

（3）nTPB 對(duì)CO2的吸附為物理吸附。由于乙二胺基團(tuán)的存在，nTPB-EDA 和nTPB-dip 對(duì)CO2的吸附表現(xiàn)為化學(xué)吸附。嫁接法比浸漬法引入的乙二胺基團(tuán)具有更高的穩(wěn)定性，相應(yīng)吸附劑的重復(fù)利用性好。