金属有机骨架（MIL-53）/4A沸石复合材料的制备及其吸附性能的研究
发布时间：2020-12-18 14:27
沸石作为无机多孔材料,其吸附性能高、稳定性和化学可修饰性好,因此应用领域极为广泛,可用于气体吸附、催化剂及环保等多方面,是一种非常重要的材料。A型沸石因为其具有简单的凝胶组成,整齐的拓扑结构,极快的晶化速度,现已成为一种研究过程中的常用沸石。而4A沸石是最具代表性的A型沸石,其孔腔大小约为0.4 nm,是一种不溶性的铝硅酸钠结构。金属有机骨架材料（Metal-OrganicFrameworks）,简称MOFs,是一种多孔材料,通过有机配体与金属离子或者金属团簇以自组装的方式形成一维到三维的网络结构,并成为近20年来的研究热点。金属有机骨架材料的比表面积及孔体积比传统的多孔材料沸石大,因此其作为吸附剂很有应用潜力。MIL-53是一种典型的三维骨架结构的MOFs材料,通过三价金属铝、铁、铬与对苯二甲酸的竣基自组装而形成,是一种典型的MOFs材料。MIL-53会在吸附时自主调节孔道形状和尺寸,在大孔和小孔之间转变,正是因为这种特性,所以MIL-53对一些纯组分具有较强的吸附能力。近年来,复合型多孔材料的制备是材料领域新的焦点问题,例如复合型分子筛材料,它是由两种及两种以上的分子筛共同结晶形成...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：47 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?—种典型的沸石分子筛的骨架结构（ＣＨＡ）??Ｆｉｇ２－１?Ｓｋｅｌｅｔｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｚｅｏｌｉｔｅ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｉｅｖｅ??
?１??ＨＨＥ??图２－１?—种典型的沸石分子筛的骨架结构（ＣＨＡ）??Ｆｉｇ?２－１?Ｓｋｅｌｅｔｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｚｅｏｌｉｔｅ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｉｅｖｅ??１．２．２介孔材料??通常介孔材料是指孔道周期分布的材料，它的孔道尺寸介于２＿５０ｎｍ，比沸??石分子筛等微孔材料具有更大的孔径。有序介孔材料是最常见的多孔材料，其拥??有丰富迷人的液晶结构，较大的比表面积及纳米级孔道尺寸。正是由于它较大的??比表面积以及孔道分布的丰富多样，使得它在吸附（有序介孔材料具有更大的孔??道结构所以有利于大的分子结构进入）、催化转化作用（孔径尺寸大有利于反应??物的扩散）、分离提纯等许多研究和应用领域具有重要的用途和价值。??人们通常采用模板剂合成法制备介孔材料，其以表面活性剂作为模板，通过??有机物质与无机物种之间的自组装形成无机多孔材料。ＭＣＭ－４１介孔氧化桂材料??在上世纪９０年代由Ｍｏｂｉｌ公司合成出来，该公司使用表面活性剂（ＣＴＡＢ）作为介??孔模板，通过自组装过程，成功合成Ｍ４１Ｓ，如下图２－２所示［１３］。近年来，科研人??员采用新的合成手法
（硅氧四面体或铝氧四面体通过桥连形成）所取代，而相邻的两个日笼通过四个??四元环桥连形成了一个ａ笼，这样就形成了?Ａ型沸石分子筛的晶胞结构［１７］，其结??构示意图如下图２－３。从结构上看，Ａ型沸石约为８个０笼，从配位结构上看，８??个后笼还包含８个ａ笼和２４个立方体笼。??ＮａＡ型沸石分子筛的平均孔径为〇．４１ｎｍ，因此这种沸石也被称为４Ａ型分子??筛，当用钙离子交换沸石中的钠离子时，沸石分子筛的有效孔径增大到５人左右，??所以又称为５Ａ型沸石分子筛。如果在沸石中用较大的钾离子交换钠离子，孔隙??大小可以变为大约３人，故钾沸石也被叫做３Ａ沸石分子筛。??因为酸性活位较少，因此Ａ型沸石分子筛在催化过程中的使用很受限制。但??由于其良好的吸附及离子交换性能，使得它成为一类较为常用的沸石分子筛。Ａ??型沸石分子筛还是一种很好的干燥剂，Ａ型沸石膜是一种具有良好的亲水性并??对水分子优先吸附渗透的低桂锅分子筛膜［１８］。此外
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属有机骨架材料MOF-5的制备及其吸附CO2性能研究[J]. 张晓东,李红欣,侯扶林,董寒,朱正,崔立峰. 功能材料. 2016(08)
[2]金属有机骨架材料MIL-53对氯代甲烷的吸附[J]. 王铭扬,田凤鸣,周林,张兴华,陈云琳. 功能材料. 2016(05)
[3]纳米TiO2/沸石复合材料光催化降解苯酚的性能[J]. 胡小龙,孙青,徐春宏,郑水林. 化工进展. 2016(05)
[4]粉煤灰碱融-水热晶化合成4A分子筛[J]. 李侠,范雯阳,周珊,郭振坤,孙春宝,邹东雪. 硅酸盐通报. 2015(11)
[5]以纳米多晶β沸石为壳的核壳Y型沸石复合物的制备及表征[J]. 潘梦,王广帅,郑家军,鲍杰华,李彪,李瑞丰. 硅酸盐学报. 2015(05)
[6]金属有机骨架材料在CO2/CH4吸附分离中的研究进展[J]. 张所瀛,刘红,刘朋飞,吴培培,杨祝红,阳庆元,陆小华. 化工学报. 2014(05)
[7]天然沸石制备4A沸石分子筛的条件研究[J]. 桂花,白梅,谭伟,李彬,杨敏,王红斌. 化学世界. 2014(01)
[8]锆—Fe3O4—沸石复合材料对水中磷酸盐和铵的吸附作用[J]. 李佳,詹艳慧,林建伟,王鹏钧,陈祖梅. 水处理技术. 2013(12)
[9]水热体系合成NaA/X复合沸石[J]. 周琳琳,杨效益,李萍,赵慧贤. 硅酸盐学报. 2013(06)
[10]MOF-5上甲醇、乙醛和丙酮吸附机理的密度泛函理论研究[J]. 吴永标,刘德飞,吴颖,奚红霞. 化工学报. 2013(08)
博士论文
[1]金属有机骨架/胺修饰氧化石墨复合材料的制备及其二氧化碳吸附行为研究[D]. 赵云霞.南京理工大学 2014
硕士论文
[1]几种金属有机骨架材料的合成及甲烷吸附性能的研究[D]. 冯英子.华南理工大学 2010
本文编号：2924155
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：47 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?—种典型的沸石分子筛的骨架结构（ＣＨＡ）??Ｆｉｇ２－１?Ｓｋｅｌｅｔｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｚｅｏｌｉｔｅ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｉｅｖｅ??
?１??ＨＨＥ??图２－１?—种典型的沸石分子筛的骨架结构（ＣＨＡ）??Ｆｉｇ?２－１?Ｓｋｅｌｅｔｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｚｅｏｌｉｔｅ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｉｅｖｅ??１．２．２介孔材料??通常介孔材料是指孔道周期分布的材料，它的孔道尺寸介于２＿５０ｎｍ，比沸??石分子筛等微孔材料具有更大的孔径。有序介孔材料是最常见的多孔材料，其拥??有丰富迷人的液晶结构，较大的比表面积及纳米级孔道尺寸。正是由于它较大的??比表面积以及孔道分布的丰富多样，使得它在吸附（有序介孔材料具有更大的孔??道结构所以有利于大的分子结构进入）、催化转化作用（孔径尺寸大有利于反应??物的扩散）、分离提纯等许多研究和应用领域具有重要的用途和价值。??人们通常采用模板剂合成法制备介孔材料，其以表面活性剂作为模板，通过??有机物质与无机物种之间的自组装形成无机多孔材料。ＭＣＭ－４１介孔氧化桂材料??在上世纪９０年代由Ｍｏｂｉｌ公司合成出来，该公司使用表面活性剂（ＣＴＡＢ）作为介??孔模板，通过自组装过程，成功合成Ｍ４１Ｓ，如下图２－２所示［１３］。近年来，科研人??员采用新的合成手法
（硅氧四面体或铝氧四面体通过桥连形成）所取代，而相邻的两个日笼通过四个??四元环桥连形成了一个ａ笼，这样就形成了?Ａ型沸石分子筛的晶胞结构［１７］，其结??构示意图如下图２－３。从结构上看，Ａ型沸石约为８个０笼，从配位结构上看，８??个后笼还包含８个ａ笼和２４个立方体笼。??ＮａＡ型沸石分子筛的平均孔径为〇．４１ｎｍ，因此这种沸石也被称为４Ａ型分子??筛，当用钙离子交换沸石中的钠离子时，沸石分子筛的有效孔径增大到５人左右，??所以又称为５Ａ型沸石分子筛。如果在沸石中用较大的钾离子交换钠离子，孔隙??大小可以变为大约３人，故钾沸石也被叫做３Ａ沸石分子筛。??因为酸性活位较少，因此Ａ型沸石分子筛在催化过程中的使用很受限制。但??由于其良好的吸附及离子交换性能，使得它成为一类较为常用的沸石分子筛。Ａ??型沸石分子筛还是一种很好的干燥剂，Ａ型沸石膜是一种具有良好的亲水性并??对水分子优先吸附渗透的低桂锅分子筛膜［１８］。此外
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属有机骨架材料MOF-5的制备及其吸附CO2性能研究[J]. 张晓东,李红欣,侯扶林,董寒,朱正,崔立峰. 功能材料. 2016(08)
[2]金属有机骨架材料MIL-53对氯代甲烷的吸附[J]. 王铭扬,田凤鸣,周林,张兴华,陈云琳. 功能材料. 2016(05)
[3]纳米TiO2/沸石复合材料光催化降解苯酚的性能[J]. 胡小龙,孙青,徐春宏,郑水林. 化工进展. 2016(05)
[4]粉煤灰碱融-水热晶化合成4A分子筛[J]. 李侠,范雯阳,周珊,郭振坤,孙春宝,邹东雪. 硅酸盐通报. 2015(11)
[5]以纳米多晶β沸石为壳的核壳Y型沸石复合物的制备及表征[J]. 潘梦,王广帅,郑家军,鲍杰华,李彪,李瑞丰. 硅酸盐学报. 2015(05)
[6]金属有机骨架材料在CO2/CH4吸附分离中的研究进展[J]. 张所瀛,刘红,刘朋飞,吴培培,杨祝红,阳庆元,陆小华. 化工学报. 2014(05)
[7]天然沸石制备4A沸石分子筛的条件研究[J]. 桂花,白梅,谭伟,李彬,杨敏,王红斌. 化学世界. 2014(01)
[8]锆—Fe3O4—沸石复合材料对水中磷酸盐和铵的吸附作用[J]. 李佳,詹艳慧,林建伟,王鹏钧,陈祖梅. 水处理技术. 2013(12)
[9]水热体系合成NaA/X复合沸石[J]. 周琳琳,杨效益,李萍,赵慧贤. 硅酸盐学报. 2013(06)
[10]MOF-5上甲醇、乙醛和丙酮吸附机理的密度泛函理论研究[J]. 吴永标,刘德飞,吴颖,奚红霞. 化工学报. 2013(08)
博士论文
[1]金属有机骨架/胺修饰氧化石墨复合材料的制备及其二氧化碳吸附行为研究[D]. 赵云霞.南京理工大学 2014
硕士论文
[1]几种金属有机骨架材料的合成及甲烷吸附性能的研究[D]. 冯英子.华南理工大学 2010
本文编号：2924155
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