MOF-多孔碳复合材料制备与性能的研究

发布时间：2020-04-20 18:15

【摘要】：金属有机骨架材料(MOFs)因其特殊的微观结构与优异的性能,在气体吸附与分离方面的应用极其广泛。Cu-BTC是MOFs材料中性能较佳的一种,在化学稳定性、成膜性等方面性能优异,同时MOFs材料是一种典型的催化剂材料,有着优良的吸附性能和多样化结构的特点,广泛的应用于气体和液体吸附、选择性催化等领域,但也存在骨架不稳定、孔径小、结构易坍塌等不足之处,从而限制了它的应用。本文研究了以石墨烯泡沫(GF)和活性炭等多孔碳材料作为MOF-多孔碳复合材料的基体相、兼具热稳定性与吸附性的MOF-多孔碳复合材料。本文采用活化多孔碳、三水硝酸铜和均苯三甲酸(BTC)作为前驱体原位合成Cu-MOF(Cu-BTC),真空高压溶剂热法,制备出了MOF-多孔碳复合材料。采用SEM、XRD、孔隙率分析、热重分析(TG)等表征测试方法,分析了CuBTC-多孔碳的孔隙率、孔径分布、微观形貌,并对制品进行物相分析和吸附性能测试,研究了酸化方法、酸化浓度、反应温度、添加剂等影响因素对MOF-多孔碳复合材料合成的影响。结果表明,酸化条件为60%浓度、酸化时间12h,制备出了表面包覆均匀、表征良好的MOF-多孔碳复合材料,添加剂甲酸钠可以调控其中MOF颗粒的形貌和尺寸。利用原位合成方法在多孔碳上成功负载了Cu-BTC晶体,所合成复合产物孔隙率高,MOF晶粒具有良好的晶体结构。在污水处理及甲烷吸附等方面具有良好的应用前景。
【图文】：

中国石油大学（北京）硕士学位论文板法是利用模板来有效控制孔结构，，从而法。根据使用的模板的不同，模板法可以接合成有序介孔碳的方法，通过碳前驱体活性剂）相互作用进行自组装，然后将碳，利用一种具有特殊孔结构的材料作为硬化和除去硬模板得到具有特殊孔结构的多硬模板（如多孔阳极氧化铝和 PS 小球）同时利用软模板来控制有序介孔孔道的形碳材料。模板法的突出优点是具有良好的个新途径。

中国石油大学（北京）硕士学位论文墨烯泡沫简介石墨烯概述烯是在 2004 年由Geim 和 Konstantin Novoselov 采用一种简单的机械的，通过用胶带反复粘贴剥离，首次制备出在空气中稳定存在的单。石墨烯可以看作是其它 sp2杂化碳材料的结构基元，因此它可以卷纳米管结构、堆叠成三维的准石墨结构以及包裹成零维的富勒烯结构]。石墨烯具有优异的物理性质，如理论比表面积高达 2630 m2/g[15]，移率为 200000 cm2/V/s[16,17]，杨氏模量约为 1.0 TPa[18]，热导率接近 K)[19]
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB33

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本文编号：2634815