超薄金属有机骨架纳米片的制备及其乙烯/丙烯齐聚性能研究

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本文采用超声波法合成了Ni-UMOFNs、Co-UMOFNs和Ni-Co-UMOFNs三种具有相同晶体结构的超薄金属有机骨架纳米片,并首次将其应用于乙烯/丙烯齐聚,发现三种UMOFNs催化剂具有中等催化活性,但是比相同晶体结构的MOFs块体具有更高的乙烯/丙烯齐聚活性,其中Ni-UMOFNs催化乙烯选择性二聚对1-C4的选择性高达92.8%;催化丙烯选择性二聚对C6的选择性高达88.4%。进而考察了纳米片的真空干燥温度、助催化剂用量、反应温度和反应时间对乙烯齐聚性能的影响。本文详细考察了Ni-UMOFNs对乙烯齐聚的循环利用性能,发现Ni-UMOFNs具有良好的循环利用性能,可以循环利用至少4次而保持催化活性及1-丁烯选择性无明显降低。采用PXRD、FT-IR、SEM、AFM、XPS、ICP、EDS表征手段对循环利用的催化剂进行了全面表征,探究了Ni-UMOFNs具有良好循环利用性能的原因。结果表明:Ni-UMOFNs催化乙烯选择性二聚后,Ni-UMOFNs的拓扑结构、片层结构和各元素含量均无明显变化,但是Ni-UMOFNs纳米片的厚度逐渐变薄,部分表面的催化活性中心在催化过程中会被剥落,而新的活性中心会随之在表面暴露出来,继续起到催化作用,因此能够保持良好的循环利用性能。但是由于Al Et2C l水解生成的Al(OH)3沉淀物覆盖了少量活性中心,导致催化剂的循环利用活性有所下降。
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