通过阴离子后修饰具有高选择性气体分离性能的NKMOF-2

发布时间：2022-10-04 17:27

　　金属-有机骨架（MOFs）可以根据需要对孔隙系统（孔径大小、形状和功能）进行微调,是一种具有无限结构和化学多样性的混合晶态材料,在多孔材料中具有最大的分离潜力。NKMOF-2-Cl是由二价铜离子和有机配体Hcpt配位形成的金属有机框架材料,其孔道中有游离的氯离子,可后修饰为多种一价阴离子。本文研究了NKMOF-2-X材料在CO₂捕获、天然气提纯及C₂H₂/CO₂分离等领域的应用价值,并探讨了不同阴离子调控上述气体分离应用的规律。先通过水热法合成NKMOF-2-Cl,再通过阴离子后修饰法将Cl^-离子交换为F^-、Br^-、I^-、BF₄^-、NO₂^-离子,得到了NKMOF-2-F、NKMOF-2-Br、NKMOF-2-I、NKMOF-2-BF₄、NKMOF-2-NO₂ 5种MOFs材料,通过单... 

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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缩略词
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属-有机框架材料(MOFs)
        1.2.1 MOFs的简介
        1.2.2 MOFs的研究历程
        1.2.3 MOFs的结构特征
    1.3 MOFs的分子设计
        1.3.1 金属中心或金属簇的替换
        1.3.2 配体桥连长度和取向调控
        1.3.3 功能化及后修饰
        1.3.4 框架穿插
    1.4 MOFs在气体分离中的应用
        1.4.1 二氧化碳的吸附与分离
        1.4.2 二氧化碳/乙炔的分离
        1.4.3 乙炔/乙烯的分离
        1.4.4 烷烃/烯烃的分离
    1.5 本文的研究意义与研究内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
第二章 NKMOF-2-X制备与其表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂与仪器
        2.2.2 材料的合成
        2.2.3 材料的表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 晶型与孔结构
        2.3.2 热稳定性分析
        2.3.3 阴离子比例分析
        2.3.4 比表面积分析
        2.3.5 水稳定性分析
    2.4 本章小结
第三章 NKMOF-2-X对二氧化碳/氮气/甲烷的高选择性分离
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂与仪器
        3.2.2 材料的合成
        3.2.5 等温吸附热(Q_(st))的计算
        3.2.6 单组分吸附等温线拟合
        3.2.7 理论分离比IAST(Ideal Adsorbed Solution Theory)的计算
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 二氧化碳、氮气、甲烷静态吸附性能
        3.3.2 吸附热计算
        3.3.3 二氧化碳/氮气/甲烷分离选择性
        3.3.4 混合气体固定床分离穿透实验
    3.4 本章小结
第四章 NKMOF-2-X对乙炔/二氧化碳的高选择性分离
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂与仪器
        4.2.2 材料的合成
        4.2.5 等温吸附热(Q_(st))的计算
        4.2.6 单组分吸附等温线拟合
        4.2.7 理论分离比IAST的计算
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 乙炔、二氧化碳静态吸附性能
        4.3.2 吸附热计算
        4.3.3 乙炔/二氧化碳分离选择性
        4.3.4 混合气体固定床穿透实验
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
附录A
附录B
致谢



本文编号：3685457