微孔锌/钴金属有机框架材料的合成及其气体吸附分离性能研究

发布时间：2023-04-12 02:39

　　乙炔、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氮气等气体的分离与纯化对能源、环保、化学工业等至关重要。传统的气体分离纯化技术主要采用高能耗高成本的低温精馏或吸收。相比之下,非热驱动的吸附分离被认为有望取代传统的分离技术,具有低能耗、高效率、绿色环保等优势。吸附分离的效率主要取决于吸附剂的孔隙结构和表面性质。相比于传统多孔材料(如沸石、活性炭等),金属有机框架材料作为一种新型多孔材料,能够实现对孔隙结构的精确调控和功能化。这为针对不同气体性质,设计合成用于特定分离目标的新型吸附材料提供了可能性。本工作以乙炔、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氮气等气体的吸附分离为应用目标,为了探索有机配体及其功能位点对材料的合成、结构稳定性以及吸附分离性能的影响,选择具有Lewis碱性吡啶位点的6-(4-羧基苯基)烟酸、具有供电基团(甲氧基、乙氧基)的间苯二甲酸为主配体,4,4’-联吡啶及其含疏水基团的衍生物等为辅助配体,硝酸锌或硝酸钴等金属盐为原料,在溶剂热条件下合成了15个配合物。对系列配合物进行了结构表征和稳定性性能测试,并系统研究了其气体吸附分离性能。具体如下:1、以6-(4-羧基苯基)烟酸(H₂

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 金属有机框架材料简介
    1.3 金属有机框架材料的合成方法
    1.4 金属有机框架材料的合成设计
        1.4.1 金属节点
        1.4.2 有机配体
    1.5 金属有机框架材料的应用前景
        1.5.1 金属有机框架材料在气体储存方面的应用
        1.5.2 金属有机框架材料在气体吸附分离中的应用
        1.5.3 金属有机框架材料在液相吸附分离中的应用
    1.6 本文选题意义及研究内容
第二章 基于6-(4-羧基苯基)烟酸和联吡啶配体Zn-MOF的合成及其吸附性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料与方法
        2.2.2 配合物1-7的合成
        2.2.3 配合物1-4晶体结构表征
        2.2.4 气体吸附实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 配合物1-4晶体结构分析
        2.3.2 配合物1-7的表征分析
        2.3.3 配合物1-7的吸附分离性能
    2.4 本章小结
第三章 基于5-乙氧基间苯二甲酸和联吡啶配体Co-MOF、Zn-MOF的合成及其吸附性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料与方法
        3.2.2 配合物8-12的合成
        3.2.3 配合物8、9、11、12晶体结构表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 配合物8、9、11、12晶体结构分析
        3.3.2 配合物8-12的表征分析
        3.3.3 配合物8-12的吸附分离性能
    3.4 本章小结
第四章 基于5-甲氧基间苯二甲酸和联吡啶配体Co-MOF的合成及其吸附性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料与方法
        4.2.2 配合物13-15的合成
        4.2.3 配合物13和14晶体结构表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 配合物13和14晶体结构分析
        4.3.2 配合物13-15的表征分析
        4.3.3 配合物13-15的吸附分离性能
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录 A 配合物部分结构及性能表征数据
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果



本文编号：3790258