几种MOFs改性及其对小分子气体吸附的增强性能

发布时间：2024-12-18 23:53

　　高效的小分子气体分离技术在石油化工和环保领域都有着重要需求,如小分子烯烃烷烃的分离和CO₂的捕获等。因此,发展高效节能的小分子气体吸附分离技术具有重要需求和战略意义。围绕这一需求,本文研究了常温合成的MIL-100（Fe）在潮湿条件下对小分子气体CO₂/N₂的吸附分离性能;研究了Cu-BTC对丙烯丙烷的吸附性能,并探索了增强其丙烯丙烷吸附性能的改性方法及机理。本文的探索对于推动MOFs的工业化应用具有重要意义。本文应用常温合成方法成功合成了RT-MIL-100（Fe）,测定了材料对CO₂,C₂H₄/C₂H₆和C₃H₆/C₃H₈的吸附等温线,并应用固定床研究了潮湿环境中的水汽增强材料对CO₂的吸附性能,同时探究了温度对透过曲线的影响以及RT-MIL-100（Fe）的再生性能。MIL-100（Fe）和对CO

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    引言
    1.1 小分子碳氢化合物气体和CO₂吸附分离背景
        1.1.1 CO₂捕获背景
        1.1.2 C₃H₆/C₃H₈分离背景
    1.2 小分子气体分离吸附材料研究进展
        1.2.1 多孔碳材料
        1.2.2 沸石分子筛
        1.2.3 MOFs材料
    1.3 本文研究背景
    1.4 本文研究内容及创新点
        1.4.1 本文研究内容
        1.4.2 本文创新点
第二章 MIL-100-Fe的常温合成及对小分子气体吸附性能
    引言
    2.1 实验部分
        2.1.1 主要试剂和材料
        2.1.2 主要仪器
        2.1.3 材料的常温合成与纯化
        2.1.4 材料表征
        2.1.5 小分子气体吸附等温线测试
        2.1.6 潮湿条件下超低浓度CO₂固定床吸附透过实验
    2.2 实验结果与讨论
        2.2.1 材料的比表面和孔隙结构
        2.2.2 材料的SEM谱图
        2.2.3 材料的PXRD图谱分析
        2.2.4 小分子气体在材料上的吸附等温线
        2.2.5 克-克方程计算CO₂在材料上的等量吸附热
        2.2.6 维里方程计算CO₂在材料上的等量吸附热
        2.2.7 材料对C₂H₄/C₂H₆及C₃H₆/C₃H₈ 二元混合气的IAST吸附选择性
        2.2.8 CO₂在RT-MIL-100(Fe)上的透过曲线及水汽增强吸附机理
    2.3 本章小结
第三章 Pyr@Cu-BTCs、Ura@Cu-BTCs材料的合成与表征
    引言
    3.1 实验部分
        3.1.1 主要试剂和材料
        3.1.2 主要实验仪器
        3.1.3 Cu-BTC、Pyr@Cu-BTCs、Ura@Cu-BTCs的常温合成
        3.1.4 材料表征
        3.1.5 水汽稳定性测试
    3.2 实验结果与讨论
        3.2.1 材料的比表面和孔隙结构
        3.2.2 材料的SEM谱图
        3.2.3 材料的PXRD图谱
        3.2.4 材料的红外谱图分析
        3.2.5 样品暴露在水汽环境前后的PXRD图谱分析
    3.3 本章小结
第四章 Pyr@Cu-BTC和 Ura@Cu-BTC对丙烯丙烷分离性能
    引言
    4.1 实验部分
        4.1.1 主要试剂和材料
        4.1.2 主要试验仪器
        4.1.3 丙烯丙烷吸附等温线测试
        4.1.4 吸附动力学曲线测定
        4.1.5 固定床吸附透过实验
        4.1.6 分子模拟
    4.2 实验结果与讨论
        4.2.1 C₃H₆/C₃H₈在材料上的吸附等温线
        4.2.2 材料对C₃H₆/C₃H₈ 二元混合气的IAST吸附选择性
        4.2.3 C₃H₆/C₃H₈在材料上的等量吸附热
        4.2.4 分子模拟
        4.2.5 材料对C₃H₆/C₃H₈的吸附动力学曲线
        4.2.6 材料的C₃H₆/C₃H₈吸附透过曲线
    4.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：4017323