ZIFs基多孔碳材料的制备和氙选择性吸附分离性能研究

发布时间：2022-08-07 21:57

　　惰性气体氙（Xe）的捕集和分离在核工业核燃料循环乏燃料后处理尾气净化、违约核试验军控核查、核反应堆安全运行监控、环境监测及Xe的工业生产等领域具有重要意义。目前报道的Xe的捕集和分离方法包括低温精馏法、膜分离法、溶剂吸收法和基于多孔材料的物理吸附分离法,其中物理吸附分离法具有简单高效和能耗低的优点,被认为是最有发展前景的方法。多孔材料是物理吸附分离法的核心,目前己报道的能用于Xe选择性吸附分离的材料主要包括传统的活性炭和沸石分子筛材料以及新型的金属有机框架材料MOFs等,这些材料用于Xe的选择性吸附分离各具优缺点,仍有很大的发展空间。理想的Xe选择性吸附材料要求具有高吸附容量、高选择性和高稳定性的特点,也是研究者们的研究目标和努力方向。理论研究表明,孔道结构是影响材料Xe选择性吸附性能的主要因素,通过调控多孔材料的孔道结构可以有效增强材料对Xe的选择性吸附能力。碳材料具有优异的化学稳定性和可靠性等优点,但对Xe的选择性吸附性能相对较低,通过调控碳材料孔道结构来提升其对Xe的吸附容量和选择性,是可行的研究方向。传统碳材料孔道结构的调节方法如模板法工艺过于复杂,而物理化学活化法调节效果差强... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 氙的分离方法
        1.2.1 低温精馏法
        1.2.2 溶剂吸收法
        1.2.3 膜分离法
        1.2.4 多孔材料吸附分离法
        1.2.5 氙分离方法小结
    1.3 影响多孔材料对氙吸附分离性能的因素
        1.3.1 概述
        1.3.2 孔道结构及尺寸
        1.3.3 孔道内化学环境
    1.4 氙吸附分离多孔材料
        1.4.1 活性炭
        1.4.2 沸石分子筛
        1.4.3 金属有机框架材料
        1.4.4 小结
    1.5 MOFs基多孔碳材料
        1.5.1 概述
        1.5.2 用于气体吸附分离的MOFs基多孔碳材料
        1.5.3 MOFs基多孔碳材料的制备方法
        1.5.4 MOFs基多孔碳材料结构和化学组成的影响因素
        1.5.5 小结
    1.6 本文的选题意义和研究内容
第二章 ZIF-7和ZIF-11基多孔碳材料制备及表征
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 化学试剂与仪器
        2.2.2 ZIF-7和ZIF-11牺牲模板和前驱体的合成
        2.2.3 ZIF-7和ZIF-11基多孔碳材料的制备
        2.2.4 材料表征及测试方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 ZIF-7和ZIF-11表征
        2.3.2 碳材料的表征
    2.4 本章小结
第三章 ZIF-7和ZIF-11基多孔碳材料的氙选择性吸附分离性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 静态吸附性能测试
        3.2.2 动态吸附性能测试
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 Kr和Xe的静态吸附性能
        3.3.2 Kr和Xe的动态吸附性能
    3.4 本章小结
第四章 结论
    4.1 结论
    4.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3671115