四苯乙烯基多孔材料的合成及气体吸附与分离性能研究

发布时间：2020-08-28 12:24

　　 轻质烃(C2H2,C2H4,C2H6,CH4)的吸附分离是重要的工业流程。传统分离轻质烃是低温蒸馏,经济花费巨大。多孔材料作为一种有前景的吸附剂,使轻质烃更加经济和高效的吸附分离成为了可能。基于四苯乙烯独特的光学性能,刚性骨架及易于功能化等特点,本文合成了五例四苯乙烯基多孔材料,并用于轻质烃的选择性吸附和分离。一、通过配体四(4-四唑苯基)乙烯(H4TTPE)构建了化合物l([Cu2C1(H2O)(TTPE)].(CH3)2NH2·-2H22O·Solvent),在溶剂甲醇的交换下,单晶到单晶(SC-SC)转变为化合物1'([Cu2(H2O)2(TTPE)]·2H2O·Solvent)。发现SC-SC转变对气体的吸附性能有较大的影响,BET由629.5 m2·g-1变为927.06 mn2·g-1。转变前后对CO2和C2H2的吸附量有显著的提高,273K下从86.18和117.52 cm3·g.1变为107.44和135.20cmn3·g-l。同时对化合物1'进行了二元混合气体柱穿透实验(296K,1bar),结果表明对CO2/N2和C2H2/CH4都能进行有效分离。二、利用四(4-羧酸苯基)乙烯合成了一例热稳定性高的含一维Zn链的多功能性MOF(化合物2)。该材料有区别于原配体的荧光特征和稳定的多孔吸附性。常温常压下IAST计算化合物2对于C2H6/CH4的气体吸附选择性,高达29.67。三、用四(4-氨基苯基)乙烯和三种二酸酐一锅法合成了三例热稳定性高,耐物理化学性好的聚酰亚胺POPs(P1,P2和P3)。通过改变酸酐长度,使得三者聚合物的孔径依次从微孔到大孔过渡,BETL比表面积分别为389.4 m2·g-1,481.6m2·g-1］140.0m2·g-l。用IAST计算三者多孔聚酰亚胺的二元气体吸附选择性时,它们都对C2H2/CH4有最好效果,依次为121.73,117.95,156.54。总之,本文使用合成的多孔材料用于气体吸附分离性能的同时,论述了一种通过控制SC-SC转变来调控气体吸附性能的有趣方法,为轻质烃的存储和分离做出了贡献。
【学位单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.4;O647.3

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