金属有机骨架/氧化石墨烯复合材料的制备及其对挥发性有机化合物吸附性能的研究

发布时间：2021-07-28 10:26

　　挥发性有机化合物（VOCs）对环境的污染越来越大,对人类的健康造成了更大的威胁,需要对VOCs进行有效的捕获来确定挥发性有机化合物的组成、来源和消除方法。吸附法是有效去除VOCs的重要方法,所以开发新型高效的吸附剂是吸附检测VOCs的关键所在。因此,本文结合多孔金属有机骨架材料——ZIF-8和氧化石墨烯（GO）二者优点,设计制备其复合材料。通过研究ZIF-8、ZIF-8/GO复合物,功能化GO表面形成ZIF-8（ZIF-8/GO-PTMS）的合成方法,及其在线吸附/热解吸性能,建立高效在线热解吸-气相色谱吸附检测VOCs的方法。主要研究内容及结论如下:1.将ZIF-8作为基体,与氧化石墨烯合成复合材料。采取常温搅拌法、溶剂热法两种合成方法制备ZIF-8/GO复合材料,优化了复合材料的吸附和解吸条件。通过在线热解吸-气相色谱法,对比研究了复合材料对挥发性有机物（正己烷、苯、甲基苯、乙酸丁酯、十一烷）的吸附性能。结果发现,常温搅拌法制备的复合材料粒径较小,形貌较好。搅拌法合成的复合材料解吸效率比溶解热法制备的复合材料高,通过对比吸附效率和归一化峰面积,发现常温搅拌法合成的复合材料的吸附能力... 

【文章来源】：河北大学河北省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

MOFs/石墨烯基复合材料性能的提高[62]

ZIF-8/GO吸附管Figure2-1SorbenttubepackedwithZIF-8/GO

第二章ZIF-8/GO的制备方法对VOCs的吸附/解吸性能研究15同方法所合成的复合材料的谱图特征一致，复合材料与纯ZIF-8有着相似的结构。图2-2FT-IR谱图（a）GO；（b）ZIF-8；（c）溶解热制备的ZIF-8/GO；（d）搅拌法制备的ZIF-8/GOFigure2-2FT-IRspectraof(a)GO;(b)ZIF-8;(c)solvothermalmethod；(d)stirringmethod2.3.1.2TG分析如图2-3所示，两种方法合成的复合材料都能在较高温度下保持稳定，由图中可以得知，搅拌法合成的材料在450oC时开始失重，而溶剂热法合成的材料在400oC已开始失重，在温度小于400oC时，两者皆可具有超高的稳定性，此时失重原因可能是甲醇溶剂分子的损失。不难发现，搅拌法合成的材料失重速率更快，在550oC时，失重达到了50%，溶剂热法合成材料在550oC失重率为百分之40%。所以综上所述，ZIF-8/GO复合材料的热稳定性良好，是进行热解吸的理想材料。

【参考文献】：
期刊论文
[1]低负载量Pd/CeO2/γ-Al2O3催化剂用于低温催化氧化VOCs[J]. 李思汉,张超,吴辰亮,张荷丰,严新焕.  无机材料学报. 2019(08)
[2]GO/MOF复合材料的制备及其吸附苯和乙醇性能（英文）[J]. 刘国强,王明玺,黄正宏,康飞宇.  新型炭材料. 2015(06)
[3]CoOX/CeO2掺杂的活性炭制备及其对室温NOX的吸附性能[J]. 刘海弟,李伟曼,李文辉,黄亿苹,陈运法.  环境污染与防治. 2014(07)

硕士论文
[1]纳米金属修饰的ZIF-8/GO复合材料的制备、表征及其储氢性能研究[D]. 张健.江苏科技大学 2016
[2]金属有机骨架材料—离子液体耦合捕集二氧化碳的研究[D]. 宋文静.北京化工大学 2014



本文编号：3307740