【摘 要】
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乙炔作为工业应用最普遍的气体之一,其存储与分离提纯一直是影响其工业进程的难题。在此方面,基于固态材料吸附分离技术的安全性、高效性等优点吸引了大批学者的广泛关注,而其技术关键在于高效吸附材料的开发。近年来,金属-有机骨架材料（MOFs）作为一种具有可设计性、可功能化等特点的新型多孔材料被广泛地应用于多个工业领域的研究。特别地,金属-有机骨架材料在乙炔吸附与分离方面已经展现出了良好的应用前景。本文则主
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乙炔作为工业应用最普遍的气体之一,其存储与分离提纯一直是影响其工业进程的难题。在此方面,基于固态材料吸附分离技术的安全性、高效性等优点吸引了大批学者的广泛关注,而其技术关键在于高效吸附材料的开发。近年来,金属-有机骨架材料（MOFs）作为一种具有可设计性、可功能化等特点的新型多孔材料被广泛地应用于多个工业领域的研究。特别地,金属-有机骨架材料在乙炔吸附与分离方面已经展现出了良好的应用前景。本文则主要制备了几种羧酸基类金属-有机骨架材料以及其改性材料,对其进行表征测试,并通过研究不同条件下材料对乙炔气体的吸附性能,进而比较得出能有效吸附乙炔气体的金属有机骨架材料,进一步探究材料的实用价值。本文的主要工作如下所示:（1）利用水热合成法合成了UIO-66、UIO-66-（COOH）2与UIO-66-NH2三种金属-有机骨架材料,通过结构分析得出三种材料具有相似的晶体结构,在比表面积的测试中UIO-66-NH2材料的比表面积为最高,同时结合氨基（-NH2）与乙炔这一酸性气体之间的作用,测得引入碱性基团（-NH2）的UIO-66-NH2材料对乙炔气体表现出最好的吸附效果。（2）其次从MOF材料结构稳定性的角度出发,选择了另外一种羧酸基类材料（M-gallate材料）,研究其乙炔吸附性能。通过原位合成法合成了拥有不同金属中心（Zn、Mn、Mg与Ni）的M-gallate材料,对材料的比表面积进行测试,得出Mg-gallate拥有最高的比表面积,同时对材料结构进行分析,得出材料对乙炔气体的吸附性能,接着对材料的水接触角进行了测试,比较材料的水接触角度,对材料的实用性进行探究。本文系统地分析比较了几种不同羧酸基类MOF材料及其改性材料对乙炔气体的吸附性能,并从材料的分子结构出发探究其与乙炔气体的作用原理,进一步比较筛选出能高效吸附乙炔气体,同时保证材料稳定性的MOF材料,为新型高效MOF材料的设计与应用提供理论依据,促进未来MOF材料在该领域的发展。
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