沸石咪唑类骨架膜材料的“绿色”合成及气体分离性能研究

发布时间：2021-02-22 21:26

　　混合物的分离是一种重要的工业过程之一,但其耗能量占许多工业过程总耗能的一半之多。在所有需要分离的混合物中,气体混合物的分离对工业过程尤为重要,比如从混合物中净化出洁净新能源─氢气。对比传统的高耗能的冷凝、蒸馏、变压吸附等分离技术,基于膜材料的气体分离以其成本低、能源效率高、碳足迹小等前所未有的特点,越来越受到人们的关注。目前,气体分离膜市场主要是由有机高分子膜占据,因其独特的低成本、易大规模制备等优势。然而,此类膜材料无法同时具有高的通量和高的选择性,加之使用寿命较短等问题,限制了其性能的进一步提高。沸石分子筛膜具有无机材料高的热稳定性和化学稳定性,同时有序的孔道结构也赋予了此类膜材料优良的分离性能,因而得到了广泛关注。但是,分子筛膜存在合成条件相对苛刻繁琐,拓扑结构有限,且孔道调节和功能化修饰困难等瓶颈问题。金属-有机骨架材料（Metal Organic Frameworks,MOFs）作为一类新型的晶态多孔材料,凭借其多样的结构,孔道大小易调节,孔道易功能化,良好的稳定性等优点,成为了这几年研究的热点材料。对比分子筛膜,此类材料最明显的优势就是MOFs的孔道可以进行有目的的设计和功... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

金属-有机骨架材料的合成方法，反应温度，最终产物

上限[43]，即渗透性增加，选择性降低，反之亦然，所以有机高到高通量和高选择性，图 1.6 展示了氢气/二氧化碳混合 曲线。此外，聚合物膜对恶劣的化学环境和高温敏感。综上限和较短的使用寿命都严重限制了它们在实际工业过程中的

图 1.7 展现了以 MOFs 膜作为关键词检索的文章数量随时间变化的趋势。1.2.2 金属-有机骨架膜材料的合成方法各种功能化和非功能化的基底，如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、石墨、尼龙、金属网或高分子聚合物等，都可以被用来沉积薄膜。特别是连续的、互生良好的、定向的薄膜，这对高效的气液分离应用是非常有价值的。文献中描述了不同的制备 MOFs 薄膜或膜的方法。它们大致可分为两类:（1）直接生长; （2）二次生长; （3）逐层生长[50]。（1）直接生长。直接生长技术依赖于将基底沉浸于含有金属源和有机配体的溶液中，将金属浸没于前驱体溶液进行反应之前，在基底表面并不进行晶种的涂覆和生长，成核，晶体的长大以及晶体间的交互生长一步完成。应用传统的电加热或微波辅助加热在基底上产生成核位置，从而使晶体在基底上生长。这些晶


本文编号：3046580