太原理工杨江峰教授:基于氮气捕获与分离的多孔吸附材料研究

天然气中的氮气会降低气体热值，但N₂与CH₄分子尺寸和物化性质接近，传统低温精馏能耗较高，吸附分离又面临容量、选择性与传质效率难以兼顾的问题。开发能够优先捕获氮气的高性能多孔材料，是实现天然气低能耗脱氮与精脱氮的关键。

太原理工大学杨江峰教授长期从事非常规天然气提纯、多孔材料制备及气体吸附分离研究等方向。其团队分别从物理筛分和化学吸附两个方向开展材料设计：通过调控沸石骨架组成、孔道尺寸及阳离子位置，实现N₂/CH₄精准筛分；同时利用MOFs不饱和金属位点，增强材料对氮气的选择性吸附。

在沸石分子筛方面，团队通过高温晶化原位引入铜组分，将丝光沸石孔道调控至适合N₂进入、阻挡CH₄的尺度。制备的MOR-Cu-210在298 K、1 bar条件下，N₂吸附量达到0.74 mmol/g，N₂/CH₄吸附量比达到62.1，并表现出良好的循环再生和动态分离性能，为解决吸附容量与选择性难以兼顾的问题提供了新路径。

在MOFs材料方面，团队构建了具有低极化率开放Cu(I)位点的Cu-MFU-4l材料，其N₂/CH₄动态穿透选择性达到2.43，并可通过一步分离从多组分气体中获得纯度99.99%的CH₄。

此外，团队开发的MIL-102Cr通过Cr(III)与氟位点协同捕获氮气，N₂/O₂选择性达到13.11，可从空气组成混合气中获得纯度99.99%的氧气，为氮气捕获在天然气提纯和制氧等领域的应用提供了新的材料范式。

杨江峰教授将出席 2026年7月2-4日 在 宁波 举行的 2026（第五届）中国国际气体分离产业大会，并针对“基于氮气捕获与分离的多孔吸附材料研究”进行主题报告分享。欢迎有兴趣的各位业界同仁与会交流！合作共赢，共享发展机遇：

杨江峰，教授，博士生导师，国家级青年人才；2012年获得太原理工大学工学博士学位；目前任中国微米纳米技术学会微纳复合材料分会理事会理事和《低碳化学与化工》期刊客座编辑/青年编委。主要研究方向为：非常规天然气及氢气的富集与提纯；基于温室气体减排的捕集与回收；多孔材料制备与气体吸附分离研究等。迄今为止在Nature Communications, Advanced Materials, Angewandte Chemie International Edition 等刊物发表SCI收录论文170余篇（引用4300余次），申请中国发明专利48件，授权29件，其中8件发明专利实现成果转化。主持国家自然科学基金区域联合基金重点项目，企业创新联合基金集成项目子课题、面上项目和青年项目等；获2019年度山西省自然科学一等奖(1/6)，2021年度中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖(2/10)和2022年度山西省技术进步三等奖(2/6)。