微纤复合金属有机骨架膜材料的制备与应用研究
发布时间：2021-08-24 19:16
金属有机骨架（Metal organic frameworks,MOFs）材料具有超高的比表面积,均一的孔分布、裸露的金属位点、较高的热稳定性及化学稳定性,被广泛应用于气体吸附分离、催化等领域。微纤复合材料具有高空隙率、高机械强度、特殊三维网状结构并可任意折叠与剪裁,能够有效降低床层阻力,增强传质传热,提高接触效率,微纤复合MOF膜材料能充分结合微纤复合材料与MOFs材料的优势,具有广阔的应用前景。本文采用二次生长法分别制备了微纤复合ZIF-8膜与微纤复合HKUST-1膜,并以挥发性有机物（VOCs）异丙醇以及工业废水苯酚为处理对象,系统研究了微纤复合ZIF-8膜和HKUST-1膜的制备工艺技术和表征,探讨了异丙醇在基于ZIF-8/PSSF的结构化固定床上的吸附透过行为以及苯酚在基于HKUST-1/PSSF的固定床上的湿式催化氧化性能。首先,研究了微纤复合ZIF-8膜材料的制备工艺及异丙醇在基于ZIF-8/PSSF的结构化固定床上的吸附透过性能。采用湿法造纸工艺和烧结技术制备了不锈钢纤维载体（paper-like sintered stainless steel fibers,PSSF...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
通过“双铜源”法合成前后铜网的SEM图
1 通过“双铜源”法合成前后铜网的 SEM 图。(a) 铜网光学图片，(b) HKUST-光学图片，(c) HKUST-1 正面 SEM 图，(d) HKUST-1 截面 SEM 图[7]-1 Optic micrographs of the (a) copper net, (b) net-supported HKUST-1, SEM im(c) the surface of the HKUST-1 membrane, (d) the cross section of the membran
通过水热合成法或者在溶剂热条件下反应来合成连续致密的 MOF 膜。原位法步骤简单，反应条件温和，可重复性强，膜生长均匀，结晶度高，有利于工业实践是采用原位生长法合成的 MOF 膜与载体间的结合不紧密，容易从载体上脱落，膜法调控，膜层较厚不利于气体的分离。因此如何加强 MOF 膜与载体之间的结合能力研究者们致力于攻克的一个难题。图 1-1 为直接合成 MOF 膜的示意图。袭式纶课题组[13]利用镍网作为载体并通过“单镍源”的方法成功合成了连续致密陷的单层 Ni2(L-asp)2bipyMOF 膜。“单镍源”法与“双铜源”法类似，均是以金属载体金属源并与不含金属源的母液反应，不同之处在于“单镍源”法中当金属网载体表面源消耗殆尽后，不会再与母液中的有机配体配位并自动停止生长，因此采用这种方成的 MOF 膜较薄且膜厚度可调控。Liu 等人[14]首次采用直接水热合成法在未经任饰的多孔氧化铝表面合成了连续的 MOF-5 膜，并通过调节水热合成的反应时间调厚，气体渗透结果表明简单气体通过 MOF-5 膜遵循克努森扩散定理。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国VOCs的排放特征及控制对策研究[J]. 王铁宇,李奇锋,吕永龙. 环境科学. 2013(12)
[2]预涂晶种诱导法在α-Al2O3陶瓷管载体上合成ZIF-8膜[J]. 杜淑慧,刘亚光,孔令寅,张健,刘海鸥,张雄福. 无机材料学报. 2012(10)
[3]预置纳米MOF-5晶种二次生长法合成MOF-5膜[J]. 赵祯霞,李忠,林跃生. 化工学报. 2011(02)
[4]吸附剂的应用研究现状和进展[J]. 杨国华,黄统琳,姚忠亮,刘明华. 化学工程与装备. 2009(06)
本文编号：3360564
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
通过“双铜源”法合成前后铜网的SEM图
1 通过“双铜源”法合成前后铜网的 SEM 图。(a) 铜网光学图片，(b) HKUST-光学图片，(c) HKUST-1 正面 SEM 图，(d) HKUST-1 截面 SEM 图[7]-1 Optic micrographs of the (a) copper net, (b) net-supported HKUST-1, SEM im(c) the surface of the HKUST-1 membrane, (d) the cross section of the membran
通过水热合成法或者在溶剂热条件下反应来合成连续致密的 MOF 膜。原位法步骤简单，反应条件温和，可重复性强，膜生长均匀，结晶度高，有利于工业实践是采用原位生长法合成的 MOF 膜与载体间的结合不紧密，容易从载体上脱落，膜法调控，膜层较厚不利于气体的分离。因此如何加强 MOF 膜与载体之间的结合能力研究者们致力于攻克的一个难题。图 1-1 为直接合成 MOF 膜的示意图。袭式纶课题组[13]利用镍网作为载体并通过“单镍源”的方法成功合成了连续致密陷的单层 Ni2(L-asp)2bipyMOF 膜。“单镍源”法与“双铜源”法类似，均是以金属载体金属源并与不含金属源的母液反应，不同之处在于“单镍源”法中当金属网载体表面源消耗殆尽后，不会再与母液中的有机配体配位并自动停止生长，因此采用这种方成的 MOF 膜较薄且膜厚度可调控。Liu 等人[14]首次采用直接水热合成法在未经任饰的多孔氧化铝表面合成了连续的 MOF-5 膜，并通过调节水热合成的反应时间调厚，气体渗透结果表明简单气体通过 MOF-5 膜遵循克努森扩散定理。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国VOCs的排放特征及控制对策研究[J]. 王铁宇,李奇锋,吕永龙. 环境科学. 2013(12)
[2]预涂晶种诱导法在α-Al2O3陶瓷管载体上合成ZIF-8膜[J]. 杜淑慧,刘亚光,孔令寅,张健,刘海鸥,张雄福. 无机材料学报. 2012(10)
[3]预置纳米MOF-5晶种二次生长法合成MOF-5膜[J]. 赵祯霞,李忠,林跃生. 化工学报. 2011(02)
[4]吸附剂的应用研究现状和进展[J]. 杨国华,黄统琳,姚忠亮,刘明华. 化学工程与装备. 2009(06)
本文编号：3360564
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