Zn（Ⅱ）-PDA诱导合成二维连续稳定ZIF-8膜
发布时间：2021-09-22 21:34
ZIF-8作为类沸石咪唑有机骨架材料（ZIFs）典型的代表,其孔径为0.34 nm,且孔隙率高、热稳定性和化学稳定性较好,常被大量地制成连续致密的复合膜来分离气体,但是其发展受到ZIF-8晶体与载体之间较弱界面作用的限制。当受到机械作用或剪切应力时,复合膜结构很容易破碎。此外,由于载体表面缺少成核位点,晶体会优先在溶液中成核,使得整个生长过程十分耗时,最终往往只形成了离散的ZIF-8颗粒。因此,对载体表面进行有效地修饰是制备连续、稳定ZIF-8复合膜的关键。本文提出采用Zn（Ⅱ）-PDA作为中间修饰层,通过2-甲基咪唑（Hmim）活化优先在涂层内部形成晶核,从而诱导形成连续、稳定的ZIF-8复合膜。首先在聚偏氟乙烯（PVDF）平板膜上引入Zn（Ⅱ）-PDA修饰层,经Hmim活化,在室温水中制备出连续致密、稳定的ZIF-8复合膜。Zn（Ⅱ）掺杂到PDA涂层中增强了涂层在水中的稳定性和在PVDF膜上涂覆的均匀性;经Hmim活化后的Zn（Ⅱ）-PDA涂层上会优先形成晶核,从而促进晶体快速生长,最终确定该膜的合成时间为5 h,此时H2的渗透通量为6.42×104...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 ZIFs材料
1.1.1 ZIFs材料概述
1.1.2 ZIFs材料的结构特性
1.1.3 ZIFs材料的制备
1.1.4 ZIFs材料的应用
1.2 ZIFs混合基质膜
1.2.1 ZIFs混合基质膜概述
1.2.2 ZIFs混合基质膜的分离机理
1.2.3 ZIFs混合基质膜存在的问题
1.3 ZIFs复合膜
1.3.1 ZIFs复合膜概述
1.3.2 ZIFs复合膜的制备
1.4 论文的选题意义以及研究内容
2 Zn(Ⅱ)-PDA修饰PVDF平板膜诱导合成连续稳定ZIF-8膜
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂与仪器设备
2.2.2 载体
2.2.3 ZIF-8膜的制备
2.2.4 表征与测试方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 载体的选择
2.3.2 Zn(Ⅱ)负载量和分布状态
2.3.3 Zn(Ⅱ)-PDA涂层的水中稳定性
2.3.4 Zn(Ⅱ)-PDA涂层的均匀性
2.3.5 涂层活化对ZIF-8膜生长的影响
2.3.6 ZIF-8膜的最佳合成时间
2.3.7 ZIF-8膜的机械稳定性
2.3.8 ZIF-8膜的气体分离性能
2.4 本章小结
3 Zn(Ⅱ)-PDA修饰SSNs诱导合成连续稳定ZIF-8膜
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器设备
3.2.2 ZIF-8膜的制备
3.2.3 表征与测试方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 Zn(Ⅱ)负载量
3.3.2 Zn(Ⅱ)-PDA涂层的甲醇中稳定性
3.3.3 Zn(Ⅱ)-PDA涂层的均匀性
3.3.4 Zn(Ⅱ)掺杂对ZIF-8成核与生长的影响
3.3.5 ZIF-8膜的机械稳定性
3.3.6 ZIF-8膜的气体渗透性能
3.4 本章小结
4 ZIF-8在Zn(Ⅱ)-PDA涂层上的成核与生长机理
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器设备
4.2.2 电子云密度计算
4.2.3 多巴胺与锌离子配位实验
4.2.4 ZIF-8成核生长对比实验
4.2.5 排除沉积作用的ZIF-8生长对比实验
4.2.6 表征与测试方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 电子云密度分析
4.3.2 光电子能谱分析
4.3.3 红外光谱分析
4.3.4 Zn(OH)_2沉淀分析
4.3.5 ZIF-8在Zn(Ⅱ)-PDA涂层上的成核生长机理
4.3.6 ZIF-8生长微观形貌分析
4.3.7 ZIF-8膜机械稳定性分析
4.3.8 Zn(Ⅱ)掺杂顺序对ZIF-8膜的影响
4.4 本章小结
结论
论文创新点与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3404412
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 ZIFs材料
1.1.1 ZIFs材料概述
1.1.2 ZIFs材料的结构特性
1.1.3 ZIFs材料的制备
1.1.4 ZIFs材料的应用
1.2 ZIFs混合基质膜
1.2.1 ZIFs混合基质膜概述
1.2.2 ZIFs混合基质膜的分离机理
1.2.3 ZIFs混合基质膜存在的问题
1.3 ZIFs复合膜
1.3.1 ZIFs复合膜概述
1.3.2 ZIFs复合膜的制备
1.4 论文的选题意义以及研究内容
2 Zn(Ⅱ)-PDA修饰PVDF平板膜诱导合成连续稳定ZIF-8膜
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂与仪器设备
2.2.2 载体
2.2.3 ZIF-8膜的制备
2.2.4 表征与测试方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 载体的选择
2.3.2 Zn(Ⅱ)负载量和分布状态
2.3.3 Zn(Ⅱ)-PDA涂层的水中稳定性
2.3.4 Zn(Ⅱ)-PDA涂层的均匀性
2.3.5 涂层活化对ZIF-8膜生长的影响
2.3.6 ZIF-8膜的最佳合成时间
2.3.7 ZIF-8膜的机械稳定性
2.3.8 ZIF-8膜的气体分离性能
2.4 本章小结
3 Zn(Ⅱ)-PDA修饰SSNs诱导合成连续稳定ZIF-8膜
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器设备
3.2.2 ZIF-8膜的制备
3.2.3 表征与测试方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 Zn(Ⅱ)负载量
3.3.2 Zn(Ⅱ)-PDA涂层的甲醇中稳定性
3.3.3 Zn(Ⅱ)-PDA涂层的均匀性
3.3.4 Zn(Ⅱ)掺杂对ZIF-8成核与生长的影响
3.3.5 ZIF-8膜的机械稳定性
3.3.6 ZIF-8膜的气体渗透性能
3.4 本章小结
4 ZIF-8在Zn(Ⅱ)-PDA涂层上的成核与生长机理
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器设备
4.2.2 电子云密度计算
4.2.3 多巴胺与锌离子配位实验
4.2.4 ZIF-8成核生长对比实验
4.2.5 排除沉积作用的ZIF-8生长对比实验
4.2.6 表征与测试方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 电子云密度分析
4.3.2 光电子能谱分析
4.3.3 红外光谱分析
4.3.4 Zn(OH)_2沉淀分析
4.3.5 ZIF-8在Zn(Ⅱ)-PDA涂层上的成核生长机理
4.3.6 ZIF-8生长微观形貌分析
4.3.7 ZIF-8膜机械稳定性分析
4.3.8 Zn(Ⅱ)掺杂顺序对ZIF-8膜的影响
4.4 本章小结
结论
论文创新点与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3404412
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