HKUST-1与MCM-48分子筛的制备、改性及储氢性能研究

发布时间：2025-03-31 23:50

　　当前,人类社会的可持续发展面临着日趋严重的化石能源枯竭和环境污染双重压力。在这样的情况下,作为可再生新能源的重要成员,氢能可为这一问题提供切实可行的解决方案。然而,由于氢气特殊的物理和化学性质,现在氢能使用最主要瓶颈是氢的存储。近年来,物理吸附储氢由于具有安全可靠、储存效率高、能够在温和条件下快速吸附/解吸氢气等优势迅速发展。而MCM-48介孔分子筛和金属有机骨架材料HKUST-1分别作为介孔材料和微孔材料的一员,在物理吸附储氢领域扮演着十分重要的角色。本文首先以MCM-48介孔分子筛为研究对象,研究了金属掺杂的MCM-48在低温低压下的储氢机理。测试结果表明,MCM-48、Cu/MCM-48和Ni/MCM-48在77 K,0-100kPa下的储氢行为与MCM-48和MCM-41一致。针对它们的表征结果及储氢行为,得出以下结论:孔径大小是影响MCM-48介孔分子筛储氢能力的重要因素;在0-35 kPa范围内,吸附过程占主导地位,较小的孔径更利于储氢;在35-100 kPa范围内,扩散过程占主导地位,较大的孔径更利于储氢。然后,以HKUST-1为研究对象,通过一系列的条件考察发现,当晶化温...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 氢能介绍
    1.2 物理吸附储氢材料
        1.2.1 金属有机骨架材料
        1.2.2 沸石分子筛
        1.2.3 碳基多孔材料
        1.2.4 共价有机骨架化合物
    1.3 MCM-48
        1.3.1 概述
        1.3.2 合成方法
        1.3.3 储氢进展及研究意义
    1.4 HKUST-1
        1.4.1 概述
        1.4.2 合成方法
        1.4.3 储氢进展及研究意义
    1.5 本课题研究内容
2 铜镍掺杂MCM-48的制备及低温低压下储氢机理研究
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验试剂及仪器
        2.1.2 实验过程
    2.2 结果分析与讨论
        2.2.1 MCM-48与MCM-41
        2.2.2 MCM-48与金属掺杂的MCM-48
        2.2.3 储氢机理
    2.3 本章小结
3 HKUST-1的制备及其储氢性能研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验试剂及仪器
        3.1.2 吸附测试
        3.1.3 样品表征
        3.1.4 HKUST-1的合成
    3.2 结果分析与讨论
        3.2.1 晶化温度的影响
        3.2.2 晶化时间的影响
        3.2.3 真空活化温度的影响
        3.2.4 反应溶剂的影响
        3.2.5 金属配体比例的影响
        3.2.6 样品堆积密度
        3.2.7 铜源的影响
        3.2.8 最优条件下制备的HKUST-1
    3.3 本章小结
4 Zn-,Ni-掺杂的HKUST-1的制备及其储氢性能研究
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验试剂及仪器
        4.1.2 实验过程
    4.2 结果分析与讨论
        4.2.1 Zn-HKUST-1
        4.2.2 Ni-HKUST-1
        4.2.3 Zn-HKUST-1与Ni-HKUST-1的比较
    4.3 本章小结
结论
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：4038609