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Novel Porous Organic Polymer for the Concurrent and Selective Removal of Hydrogen Sulfide and Carbon Dioxide from Natural Gas Streams

硫化氢 天然气 酸性气体 吸附剂 材料科学 吸附 二氧化碳 聚合物 化学工程 有机化学 化学 复合材料 硫黄 工程类 冶金
作者
Mahmoud M. Abdelnaby,Kyle E. Cordova,Ismail Abdulazeez,Ahmed M. Alloush,Bassem A. Al‐Maythalony,Youcef Mankour,Khalid Alhooshani,Tawfik A. Saleh,Othman Charles S. Al Hamouz
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:12 (42): 47984-47992 被引量:41
标识
DOI:10.1021/acsami.0c14259
摘要

Natural gas sweetening currently requires multistep, complex separation processes to remove the acid gas contaminants, carbon dioxide and hydrogen sulfide. In addition to being widely recognized as energy inefficient and cost-intensive, the effectiveness of this conventional process also suffers considerably because of limitations of the sorbent materials it employs. Herein, we report a new porous organic polymer, termed KFUPM-5, that is demonstrated to be effective in the concurrent separation of both hydrogen sulfide and carbon dioxide from a mixed gas stream at ambient conditions. To understand the ability of KFUPM-5 to selectively capture these gas molecules, we performed both pure-component thermodynamic and mixed gas kinetic adsorption studies and correlated these results with theoretical molecular simulations. Our results show that the underlying polar backbone of KFUPM-5 provides favorable adsorption sites for the selective capture of these gas molecules. The outcome of this work lends credence to the prospect that, for the first time, porous organic polymers can serve as sorbents for industrial natural gas sweetening processes.

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