金属有机骨架材料MOF-74的制备及其苯与CO2吸附性能研究

来源 :广西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bbboy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
金属有机骨架(Metal Organic Frameworks MOFs)是一种重要的无机-有机杂化材料,其应用范围包括多种混合气体的储存和分离、催化、吸附剂、电极材料等。目前已合成了数百种,其中许多由于具有良好的稳定性、较大的比表面积和较大的孔径而在许多方面具有很好的性能。因此,对这一问题的探讨具有十分重要的意义。MOF-74也叫CPO-27,是由金属阳离子(M2+)(M=Zn2+,Mg2+,Co2+,Cd2+,Mn2+,Ni2+)和有机配体对苯二甲酸自组装形成的,是由二维六方孔道构成的三维类蜂巢状骨架材料。MOF-74及其衍生物也具有高度稳定的结构,同样也是被广泛应用于气体吸附、分子分离、电化学、药物传递、催化等领域。本文主要工作如下:1.采用溶剂热合成法,其中,六水合硝酸钴和2,5-二羟基对苯二甲酸(DHTA)作为反应的溶质,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、甲醇、去离子水的混合溶液为溶剂。其中M2+:DHTA=3.3:1(M2+为金属离子,代表Co2+)。我们在35.48、47.31、70.97三个液固比,90℃、100℃、110℃三个反应温度,24h、28h两个反应温度下制备了一系列的Co-MOF-74样品,研究了反应条件对样品的样貌和比表面积的影响,还研究了Co-MOF-74对苯和二氧化碳的吸附性能。得出以下结论;在较高的液固比条件下合成的样品的颗粒要比较低液固比条件下合成的样品颗粒小。相对于液固比和反应时间,反应温度对样品的制备影响较大,在90℃时,我们制备得到的样品大多具有较大的比表面积,最大可以达到1116.79 m2/g。分别以苯和二氧化碳为吸附质,我们还对Co-MOF-74的吸附性能进行了研究。研究表明苯的最高吸附量可以达到209.59mg/g,二氧化碳最高吸附量可以达到191.8473ml/g,表现出了样品具有良好的吸附性能。吸附量不仅仅与样品比表面积有关,样品金属位点与吸附质分子间的静电力和磁力对吸附量也有较大的影响。2.采用溶剂热法,其中,六水合硝酸钴和四水合氯化亚铁提供金属离子和2,5-二羟基对苯二甲酸作为反应的溶质,DMF、甲醇、去离子水的混合溶液为溶剂。其中M2+:DHTA=3.3:1(M2+为金属离子,代表Co2+和Fe2+),在一系列不同反应温度和不同初始原料中Co:Fe摩尔比下成功制备出CoFe-MOF-74。探究了温度和Co:Fe摩尔比对样品的样貌和吸附性能的影响,得出以下结论;当初始原料中Co:Fe摩尔比等于3:1,在反应温度为110℃和120℃条件下,我们制备得到的样品具有较高的比表面积,最高的比表面积可以达到469.63 m2/g。我们详细地研究了CoFe-MOF-74对苯和二氧化碳的吸附性能,并且还与Co-MOF-74做了对比,CoFe-MOF-74对苯的最高吸附量为66.636 mg/g。CoFe-MOF-74对二氧化碳的最高吸附量为65.5053ml/g,在比表面积相近的情况下,对二氧化碳吸附量比Co-MOF-74的吸附量提高了近28.1%。
其他文献
南海是中国领土主权的标志,近年来南海争端不断,相关基础设施建设迫在眉睫。在南海道路及机场建设过程中,使用水稳珊瑚材料基层代替传统水稳碎石基层将会大幅度减少工程造价
工业革命以来,大气中CO2浓度激增,造成全球变暖、物种灭绝、土地退化等一系列重大环境问题。与此同时,随着不可再生化石能源大量消耗,开发可代替的新能源迫在眉睫。另一方面,
土的结构性主要是指土中颗粒的几何特性(排列特征)和力学特性(联结特征),这两个方面的变化会显著地影响土的力学特性,开展土的排列特性和联结特性的研究已经成为结构性研究的
制图综合是地图制图学中重要的基础理论之一,它主要用以解决空间数据多尺度表达问题。制图综合的实现依靠四类综合算子,分别为:选取算子、化简算子、位移算子及合并算子。其
民航发动机机队编制一般包括多架飞机及多台同型号发动机,为满足机队的航班调度和运维需求,民航机队应当配置必要的备用发动机。备发数量的多少直接影响到运维成本和机队保障
高压涡轮动叶作为高压涡轮的动力部件,其由于叶顶间隙产生的泄漏流动造成了涡轮的流动损失,并且高温泄漏流与叶尖壁面之间的换热使得涡轮动叶尖承受着极高的温度负荷,极易发
在多相催化领域中,影响催化剂催化性能的结构因素众多,其中氧化物载体的形貌依赖效应以及金属—氧化物载体之间的相互作用影响至关重要。近来形貌可控的纳米晶合成技术得到了
三家村崩塌堆积体位于西藏自治区昌都市芒康县境内曲孜卡乡和盐井乡交界的河段上,处在拟建曲孜卡水电站下坝址区域。拟建的曲孜卡水电站是澜沧江上游古水至苗尾河段水电梯级
捕食风险有利于促进捕食者与猎物的协同进化,猎物会通过母体效应对后代产生影响。本实验以布氏田鼠为实验对象,以蒸馏水作为对照组气味、兔气味作为阴性对照、猫气味作为阳性
我国神东矿区蕴含着丰富的矿产资源,近些年矿产资源的大力开发加剧了该地区的环境问题和安全问题。解决这一问题的重要环节之一就是掌握该地区的采动覆岩裂隙发育规律及其分