智能响应吸附新材料的构筑与研究

来源 :第19届全国分子筛学术大会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:duyyy12345
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智能响应性材料是近年来发现的一类新型的功能性材料.这一类材料在生物,传感,催化和吸附分离等方面具有诱人的应用前景[1,2].吸附分离技术是一种高效的工业分离方法,在实际的吸附分离过程中,理想的吸附剂是能够在吸附过程中拥有较小的孔来实现选择性吸附,在脱附过程中能够拥有较大的孔,从而实现高效的脱附过程[3,4].
其他文献
相比较于传统的分离方法,膜分离技术以其可以连续操作、较低的能源成本以及较高的效率引起了研究者的广泛关注[1].在气体分离膜领域,金属有机骨架(Metal Organic Frameworks,MOFs)以其均匀一致的孔尺寸以及可调的晶体尺寸引发研究者们广泛关注.
以TPAOH 为模板剂合成的ZSM-5 具有富Al 的外表面和富硅的内部,同时在沸石内部还存在大量的骨架缺陷1.经过一步简单的NaOH 处理可以得到中空ZSM-5,但是由于它封闭的孔道结构(外表面仍然为微孔结构)以及富Al 的外表面,对于MTP 反应性能没有明显提高.
ZIFs 材料作为MOFs 的重要分支,是由锌或钴为中心原子与咪唑及其衍生物配位形成的多孔金属有机骨架材料.具有类似沸石分子筛均一的孔结构、较高的热和化学稳定性,成为制膜研究的首选材料[1-2].
由于分子筛可以催化甲醇转化成烯烃(MTO 反应),同时甲醇具有来源广泛且价格低廉等优点,采用分子筛催化MTO 反应受到了工业界以及学术界的广泛关注[1].碳池机制是目前广为认可的烯烃形成机制之一[2].
氮氧化物是形成酸雨、光化学烟雾、臭氧层空洞、雾霾等环境问题的主要原因,不仅破坏人类赖以生存的环境同时危害人类健康.选择性催化还原技术是目前最有效的NOx脱除方法[1].
负载金属纳米粒子双功能催化剂广泛应用于费托合成、CO 氧化、烃类加氢异构及生物质加氢脱氧等反应中.较小尺寸的金属粒子呈现出较高的比表面积,暴露较多的活性位,但小尺寸的金属纳米粒子同样具有较高的表面自由能,在与反应底物接触过程中极易聚集长大,大大地降低催化活性,这一缺点在较大程度上限制了小尺寸金属纳米粒子的实际应用.
乙烯作为工业上最重要的原料之一被广泛应用在各个工业领域,尤其是聚合物的制备方面.在石油天然气裂解制乙烯工艺中不可避免地会产生约1 %的乙炔副产物,不仅会导致Ziegler-Natta 催化剂中毒,还会生成金属乙炔化物堵塞管路造成爆炸.
在本文中,我们通过对模板剂(SDA)定向设计,改变影响分子筛的晶化因素和基于不同模板剂之间的区别和联系来合成大孔、超大孔分子筛.我们以苄基咪唑为模板剂,使用64 个模板剂高通量合成得到19 种不同拓扑结构的大孔、超大孔分子筛.[1,2] 在此基础上结合模板剂的超分子模板自组装(SAT)[3] 这一特点和产物分子筛的结构特征来发掘分子筛的晶化规律.
金属有机骨架因其具有高比表面积和大孔容、有序的孔道结构等优势成为新材料领域的研究热点.本文通过后合成修饰的方法将咪唑型离子液体与金属有机骨架MIL-101 结合(图1),制备出一种新型的多功能催化剂用于CO2 与环氧化物的环加成反应.
超级电容器具有可快速充放电、循环寿命长、使用温度范围宽、环境友好、安全性能高等优点.有序介孔碳材料具有高比表面积、适宜的孔径和有序的孔道结构、表面易功能化等特点,是优良的超级电容器电极材料,但其理论比容量较小,能量密度偏低.