为了充分利用低浓度煤层气,同时减缓全球变暖的趋势,开发一种制备方法简单、性能优异的多孔碳吸附剂,以实现CH₄/N₂混合物中CH₄的有效分离是一项势在必行且具有挑战的工作。本工作以ZIF-8为前驱体和自牺牲模板,成功制备了氮掺杂多孔碳吸附剂,系统分析了碳化温度和碳化时间对所制备碳材料孔隙结构和氮含量的影响,结合CH₄和N₂的等温吸附测试,分析碳材料对CH₄/N₂的吸附分离性能。在碳化温度为1 000℃、碳化时间为1 h时,所得的碳材料NPC-1000-1展现出最优的CH₄吸附量(1.52 mmol/g)和CH₄/N₂分离系数,根据亨利定律计算,其对CH₄/N₂的选择性系数为3.73;根据理想溶液吸附理论(IAST),在0.1 MPa压力下,其对二元混合气体CH₄/N₂(30/70)的分离选择性系数为4.72,这主要归因于该样品优异的孔隙结构和理想氮含量的协同作用。本研究为多孔碳吸附剂的制备提供了新思路,同时为煤层气的有效开发利用和环境保护提供了理论支撑。