CAU-1膜的制备及其分离性能的研究

发布时间：2017-07-18 02:11

  本文关键词：CAU-1膜的制备及其分离性能的研究

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【摘要】：金属有机骨架材料是金属离子和有机配体在配位键作用下通过自组装形成的一类具有周期性网络结构的多孔材料。这类有机-无机杂化材料兼具有机聚合物和配位聚合物的特点,不同于硅氧类无机聚合物和一般的有机聚合物,在催化、吸附分离、气体储存等领域有广泛的应用前景。金属有机骨架材料的成膜化也逐渐引起了人们的研究兴趣,其中CAU-1作为一种含有氨基官能团的对C02有很强的吸附性能及对C02/N2优异的选择性的新型金属有机骨架材料,它作为分离C02的膜材料具有较大的应用前景。本论文使用α-Al2O3大孔载体管和中空纤维载体管为载体进行CAU-1成膜化探究,所得到的结论如下：(1)使用原位生长法晶化一次难以在大孔α-Al2O3载体管上合成具有良好CO2分离性能的CAU-1膜；采用重复晶化合成的CAU-1膜,C02渗透速率为9.2×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1, CO2/N2、CO2/CH4、CO2/H2选择系数分别达到了5.78、2.27、2.69。(2)使用二次生长法在大孔α-Al2O3载体管上合成的CAU-1膜,C02渗透速率为1.97×10-6mol·m-2·s-1·Pa-1, CO2/N2、CO2/CH4、CO2/H2选择系数分别达到了3.50、1.55、1.47；采用重复晶化合成CAU-1膜,CO2渗透速率为1.22×10-6mol·m-2·s-1·Pa-1, CO2/N2、 CO2/CH4、CO2/H2选择系数分别达到了5.40、2.17、1.72。(3)使用二次生长法在α-Al2O3中空纤维管上合成CAU-1膜,CO2渗透速率为1.32×10-6mol·m-2·s-1·Pa-1, CO2/N2、CO2/CH4、CO2/H2选择系数分别达到了2.05、1.14、0.74；采用重复晶化合成CAU-1中空纤维膜,CO2渗透速率为0.27×10-6mol·m-2·s-1·Pa-1, CO2/N2、CO2/CH4、CO2/H2选择系数分别达到了3.26、1.87、1.01。
【关键词】：CAU-1膜 CO_2分离 大孔载体管 中空纤维管
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.893
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-26
• 1.1 金属有机骨架材料简介及发展历程9-16
• 1.1.1 金属有机骨架材料简介9-10
• 1.1.2 金属有机骨架材料发展历程10-14
• 1.1.3 金属有机骨架材料性质与应用14-16
• 1.2 金属有机骨架膜16-21
• 1.2.1 膜分离技术概述16-18
• 1.2.2 金属有机骨架膜研究现状18-20
• 1.2.3 金属有机骨架膜的合成20-21
• 1.3 CAU-1金属有机骨架材料21-24
• 1.3.1 CAU-1金属有机骨架材料简介21-23
• 1.3.2 CAU-1金属有机骨架材料的应用23-24
• 1.4 论文选题依据及主要研究内容24-26
• 2 原位生长法在大孔载体上合成CAU-1膜26-46
• 2.1 引言26
• 2.2 实验部分26-30
• 2.2.1 实验药品及实验仪器26-28
• 2.2.2 原位生长法在大孔载体上合成CAU-1膜28-29
• 2.2.3 CAU-1膜的表征29-30
• 2.3 结果与讨论30-44
• 2.3.1 溶剂比例对合成CAU-1膜的影响30-33
• 2.3.2 成膜液浓度对合成CAU-1膜的影响33-37
• 2.3.3 晶化时间和晶化温度对合成CAU-1膜的影响37-41
• 2.3.4 重复晶化对合成CAU-1膜的影响41-44
• 2.4 本章小结44-46
• 3 二次生长法在大孔载体上合成CAU-1膜46-62
• 3.1 引言46
• 3.2 实验部分46-48
• 3.2.1 实验药品及实验仪器46-47
• 3.2.2 二次生长法在大孔载体上合成CAU-1膜47-48
• 3.2.3 CAU-1膜的表征48
• 3.3 结果与讨论48-61
• 3.3.1 CAU-1晶体的合成48-50
• 3.3.2 溶剂比例和成膜液浓度对合成CAU-1膜的影响50-53
• 3.3.3 涂晶时间对合成CAU-1膜的影响53-57
• 3.3.4 重复晶化对合成CAU-1膜的影响57-61
• 3.4 本章小结61-62
• 4 二次生长法合成CAU-1中空纤维膜62-71
• 4.1 引言62
• 4.2 实验部分62-63
• 4.2.1 实验药品及实验仪器62-63
• 4.2.2 二次生长法合成CAU-1中空纤维膜63
• 4.2.3 CAU-1中空纤维膜的表征63
• 4.3 结果与讨论63-70
• 4.3.1 溶剂比例与成膜液浓度对合成CAU-1中空纤维膜的影63-67
• 4.3.2 重复晶化对合成CAU-1中空纤维膜的影响67-70
• 4.4 本章小结70-71
• 结论71-73
• 参考文献73-80
• 致谢80-81

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