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光热石墨烯基复合材料的制备和催化降解性能研究

发布时间:2021-07-25 17:59
  化学战剂(CWAs)由于其高毒性对人类和环境存在巨大的威胁。研究能够吸附并进一步消解化学战剂的复合纳米材料,对于提升我国防护装备的整体水平具有重要的理论意义和广阔的应用前景。金属有机骨架化合物(MOFs)具有高的比表面积和可调制性以及丰富的吸附、催化位点,能够有效捕获和快速催化降解CWAs,近年来备受关注。石墨烯由于质轻、高比表面积、优异的广谱吸附性能、良好的吸光性和光热转换能力,在多功能防护材料领域具有独特的优势。本论文将一种锆基MOFs材料UiO-66-NH2原位负载在石墨烯二维织物上,利用石墨烯的光热转化效应提升MOFs对于神经战剂模拟物甲基对氧磷(DMNP)的催化降解效果,同时对于DMNP的催化水解反应机理进行了系统研究。更进一步地,利用限域效应,设计将更小的纳米MOFs催化颗粒负载于多孔石墨烯气凝胶,充分利用吸附与催化的协同作用,实现高的催化效率以及长效稳定性双重目标。主要研究工作如下:(1)光热石墨烯/UiO-66-NH2织物用于化学战剂模拟物的超快速催化降解研究:氧化石墨烯纤维织物经湿纺、部分化学还原及真空抽滤成型,溶剂热条件下原位生长UiO-66-NH2来设计基于光热石... 

【文章来源】:北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:95 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

光热石墨烯基复合材料的制备和催化降解性能研究


图1-1有机磷抑制乙酰胆碱酯酶和老化的方案(X是离去基团)[IG]???Figure?1-1?Scheme?of?AChE?inhibition?by?OPCs?and?aging?(X?=?leaving?group)?l'°l.??

毒剂,型材,化学反应


y??|^N'nX^s^P^〇^\?|^N\^-s^'\n〇*^\??VE?VG?I?VM??"1?°n?丫言??VR?VX?I??(c)?y?丄?0?it?u?J^Y??Dlisopropy)?Methyl?phosphonic?Dimethyl?Dimethyl??fluorophosphate?acid?m?thylphosphonat??4-n¥trophenyiphosphate??(DiFP)?(MPA)?(DMMP)?<DMNP)??图1-2?(a)?G型毒剂,(b)?V型毒剂和(c)神经战剂模拟剂[13]。??Figure?1-2?(a)?G-Series?agents,?(b)?V-series?agents,?and?(c)?nerve?agent?simulants?t13l??1.1.2防护材料的发展??基于防护机理的不同[15],化学战剂防护材料主要分为非化学反应型(隔绝型材料??和吸附型材料)和化学反应型两大类材料。化学反应型材料又分为碱性盐溶液、酶、??金属氧化物、聚合物、多孔有基聚合物、多金属氧酸盐、金属有机框架等。??1.1.2.1非化学反应型??非化学反应型防护材料包括隔绝型材料和吸附型材料。??隔绝型材料主要采用隔绝化学毒气或气溶胶或毒剂液滴和人体皮肤的方式,来实??现防护的目的。例如,丁基胶布,聚酯泡沫塑料等,具有良好的阻隔效果。虽然隔绝??型材料具有较好的防护能力,但是也存在一些问题,如笨重、透气性差,舒适性差,??并且,通常需要配备体积庞大、质量重及价格昂贵的微环境调节装置[16'17]等。隔绝型??防护材料可以给处于含有大量有毒有害物质环境

卟啉,磷酸,二聚体,甲醇


面羟基,这些材料能够有效水解化学战剂[37,38]。??此外,研究者们还研究了与Ti02体系相关的氢氧化锆、多晶氧化锆和二氧化铈等t39_??44]。2012年,Wagner合成了一种高度无定形的Zr(OH)4,对神经战剂GD和VX显示??出解毒的能力,降解半衰期分别为8.7分钟和1分钟催化剂中毒,稳定性差,活??性位点数目少等限制了它们的使用。??(a)?——一一?(b)| ̄ ̄^?x.? ̄ ̄ ̄??(c)??m?Y?0?V?^?〇??Hydrolysis??图1-3?(a)?A1卟啉二聚体催化甲醇分解磷酸三酯[45】。(b)?A1卟啉多孔有机聚合物【46]。(c)??5??

【参考文献】:
期刊论文
[1]美军化学战防护能力评估[J]. 陈让林.  现代兵器. 1989(10)



本文编号:3302500

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