用于高压气体储存的共价有机骨架纳米多孔材料制造技术

一种储存气体的方法包括提供用于接收该气体的容器并且提供多孔气体储存材料。该气体储存材料包括交联聚合物骨架以及用于气体吸着的多个孔。该交联聚合物骨架包括含芳环的单体单元，这些单体单元包含至少两个芳环。这些含芳环的单体单元通过在芳环之间共价交联进行连接，以形成用于在显著大于大气压、例如超过100巴的压力下储存该气体的稳定的刚性纳米多孔材料。一种可能的应用是压缩天然气的储存和运输。

Covalently organic framework nanoporous material for high pressure gas storage

A method of storing gas includes providing a container for receiving the gas and providing a porous gas storage material. The gas storage material comprises a crosslinked polymer backbone and a plurality of apertures for gas sorption. The crosslinked polymer backbone comprises a monomeric unit containing an aromatic ring, and the monomer units comprise at least two aromatic rings. The aromatic ring containing monomer unit through covalent crosslinking of the aromatic ring is connected to form a rigid nano porous material in significantly greater than the atmospheric pressure, such as more than 100 bar under the pressure of the gas storage stability. One possible use is to compress the storage and transportation of natural gas.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高压气体储存的共价有机骨架纳米多孔材料
本专利技术涉及气体储存材料和用于其生产的方法以及用于储存气体的方法。特别地，本专利技术涉及用于在运输装置上储存气体的方法，使得所储存的气体可以在该运输装置上从第一位置运输到第二位置。更特别地，本专利技术涉及用于储存和/或用于储存并且运输包含或富含二氧化碳(CO2)和/或甲烷(CH4)的气体的材料和方法。更特别地，本专利技术涉及用于储存和/或用于储存并且运输压缩CO2或压缩天然气(CNG)的材料和方法。更特别地，本专利技术涉及CNG的海上储存和运输。
技术介绍
现在比以往任何时候对于替代燃料的需要更大。作为具有低污染因素的可容易获得的选项，天然气是可行的选择。然而，目前可用的天然气运输方法(如管道和液化天然气(LNG))可能证明是不令人满意的和/或不经济的。对于“闲置”天然气储层(“stranded”gasreservoir)，特别是这种情况。在经常位于海上的这些闲置天然气储层中，天然气以典型地不证明资本密集的基础设施投资是合算的，如必需建造新的管道和/或液化/再气化设施的量存在。因此，对于CNG、并且尤其对于海上CNG存在有吸引力的商业案例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储存气体的方法，该方法包括：提供用于接收该气体的容器；提供多孔气体储存材料，该气体储存材料包含：交联聚合物骨架；以及用于气体吸着的多个孔；其中该交联聚合物骨架包括含芳环的单体单元，这些单体单元包含至少两个芳环，并且其中这些含芳环的单体单元通过在芳环之间共价交联进行连接；并且用该气体加载该容器；该容器被设计成承受住大于大气压的标称最大内部压力P1；将该多孔气体储存材料布置在所述容器内；并且将该容器用该气体加载到等于或低于P1的压力P2。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.01 GB 1421328.41.一种储存气体的方法，该方法包括：提供用于接收该气体的容器；提供多孔气体储存材料，该气体储存材料包含：交联聚合物骨架；以及用于气体吸着的多个孔；其中该交联聚合物骨架包括含芳环的单体单元，这些单体单元包含至少两个芳环，并且其中这些含芳环的单体单元通过在芳环之间共价交联进行连接；并且用该气体加载该容器；该容器被设计成承受住大于大气压的标称最大内部压力P1；将该多孔气体储存材料布置在所述容器内；并且将该容器用该气体加载到等于或低于P1的压力P2。2.如权利要求1所述的方法，其中P2是大于N巴，其中N是在2-180区间中、任选地在40-180区间中、任选地在80-180区间中、并且任选地在110-180区间中的整数。3.如权利要求1或2中任一项所述的方法，其中P1是大于M巴，其中M是等于5的整数或在10-250区间中的5的倍数。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中该气体包含甲烷，它任选地是压缩天然气(CNG)，它任选地是未处理的CNG。5.如权利要求4所述的方法，其中该容器是被设计用于储存或储存并且运输该CNG的压力器皿，它任选地用于该CNG在水中行进的舰艇上的海上储存、或储存和运输。6.如权利要求5所述的方法，其中该压力器皿包括承重结构部分，该承重结构部分包含复合材料，它任选地包含丝状复合材料。7.如权利要求6所述的方法，其中该压力器皿包括用于容纳该CNG的金属或聚合物内衬。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中该交联聚合物骨架包括含芳环的单体单元，这些单体单元包含至少三个芳环、任选至少四个芳环、任选至少五个芳环、任选至少六个芳环。9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中该交联聚合物骨架包括共聚物，该共聚物包含两个或更多个结构上不同的含芳环的单体单元。10.如权利要求9所述的方法，其中这些含芳环的单体单元的至少一个子集包含至少四个芳环。11.如任一前述权利要求所述的方法，其中这些含芳环的单体单元或该共聚物的单体单元的至少一个子集包含在共轭体系中稠合或连接的两个或更多个芳环。12.如任一前述权利要求所述的方法，其中这些含芳环的单体单元通过以下方式连接：a)直接在芳环之间的共价键；或者b)在芳环之间的交联部分，任选地其中该交联部分是脂肪族基团。13.如任一前述权利要求所述的方法，其中这些含芳环的单体单元的至少一个子集包含两个芳环：a)这两个芳环具有至少0.2nm、任选至少0.3nm、任选至少0.4nm、任选至少0.5nm、任选至少0.6nm、任选至少0.7nm并且任选0.8nm的与彼此的中心与中心的空间间隔；和/或b)这两个芳环通过4个或更多个键彼此隔开。14.如任一前述权利要求所述的方法，其中这些含芳环的单体单元的至少一个子集选自下组，该组由以下各项组成：15.如任一前述权利要求所述的方法，其中该气体储存材料是无定形材料。16.如任一前述权利要求所述的方法，其中该气体储存材料的BET比表面积是大于约750m2g-1、任选地大于约850m2g-1、任选地大于约1000m2g-1、任选地大于约1250m2g-1、任选地大于约1500m2g-1、任选地大于约2000m2g-1、任选地大于约3000m2g-1、并且任选地大于约4000m2g-1。17.如任一前述权利要求所述的方法，其中该气体储存材料中的孔包括微孔。18.如任一前述权利要求所述的方法，其中该气体储存材料的这些孔的体积是大于约0.40cm3g-1、任选地大于约0.50cm3g-1、任选地大于约0.60cm3g-1、任选地大于约0.90cm3g-1、任选地大于约1.00cm3g-1、任选地大于约0.60cm3g-1、任选地大于约1.20cm3g-1、任选地大于约1.40cm3g-1、任选地大于约1.50cm3g-1、任选地大于约2.00cm3g-1、任选地大于约2.70cm3g-1、并且任选地大于约3.00cm3g-1。19.一种生产多孔气体储存材料的方法，其中该方法包括：提供包含至少两个芳环的含芳环的单体；并且使这些单体经受金属催化的交叉偶联反应；以形成包含交联聚合物骨架并且包含用于气体吸着的多个孔的气体储存材料，该交联聚合物骨架具有通过在芳环之间的共价键直接联接的含芳环的单体单元。20.如权利要求19所述的方法，其中该交联聚合物骨架是如权利要求8至11或13至...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮耶罗·索扎尼，安格欧里纳·科莫蒂，西尔维亚·布拉科，
申请(专利权)人：蓝色波浪股份公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡,LU