基于Troger’s Base结构的UiO-66共混基质膜及Troger’s Base的季胺化改性研究

发布时间：2021-11-18 17:42

　　工业生产中涉及到大量化石燃料的消耗,燃烧过程会产生CO2等温室气体,是导致全球温室效应的主要原因。膜分离技术由于其低能耗和环境友好的优势可应用于CO2分离。混合基质膜由分散的无机纳米材料和聚合物基质制备而成,结合了无机纳米材料的高分离性能和聚合物基质的良好的机械性能,是潜在可工业化的CO2分离膜材料。金属-有机框架材料（Metal Organic Frameworks,MOFs）是具有规则孔道结构的无机纳米材料。MOF相比传统的无机材料,在结构上具有易功能化和好调控的特点。本文采用溶剂热法制备了 UiO-66与UiO-66-NH2两种MOF材料,通过广角衍射（XRD）、热失重（TGA）、吸附-脱附（BET）等手段对其结构进行了表征,因其具有规则的大孔结构、良好的化学稳定性、高比表面积等特点,采用相转化法了制备基于UiO-66与UiO-66-NH2的混合基质膜,并采用扫描电镜（SEM）、红外（FTIR）等对混合基质膜的结构进行了表征。研究了 UiO-66与UiO-66-NH2的掺杂量对混合基质膜的气体分离性能的影响。结果表明:UiO-66的掺杂造成了混合基质膜渗透系数的增加和选择性的降低... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１?（ａ）国内天然气能耗及预测（ｂ）国内石油能耗及预测??（ｃ）国内煤炭消耗及预测（ｄ）国内化石燃料产生的Ｃ０２排放及预测??Ｆｉｇ．?１－１?（ａ）?ｄｏｍｅｓｔｉｃ?ｎａｔｕｒａｌ?ｇａｓ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ?（ｂ）?ｄｏｍｅｓｔｉｃ?ｌｉｑｕｉｄ?ｆｕｅｌｓ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?

性所具有的本质。而气体分离膜材料的选择性??不仅仅受扩散选择性的影响，同时还受到溶解选择性的影响。气体小分子通过无孔或者??超微孔聚合物材料时，气体小分子渗透通过聚合物膜的过程会先吸附在高分子膜的表??面，而聚合物分离膜材料对不同小分子间相互作用力的大小不同，因此会有吸附能力的??差异，呈现出聚合物气体分离膜吸附选择性的差异。??Ｏ?〇－￣—??？?〇??０?？?Ｏ－ｒ—，?ｎ??？?＃?？??？?〇。??。。匕??？?？－?■〇??０??ｉｒｓｉ?ｍ??图１－２气体分离扩散示意图??Ｆｉｇｌ－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｇａｓ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ－ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??气体分离是靠溶解－扩散机理进行的，如图１－２所示，聚合物气体分离膜材料多是??无孔聚合物或者超微孔材料。若分离膜材料是有孔的材料，会直接导致整个气体分离膜??材料的分离性能下降。因而，膜材料的孔径大小直接就关系着聚合物材料的分离性能。??另一方面，气体分离膜材料的孔径并不是单一的，其孔径的大小应是符合高斯正态分布??３??

图１－３?（ａ）ＭＯＦ－５的结构（ｂ）ＨＫＵＳＴ－ｌ的结构??


本文编号：3503327