液體燃油中的含氮化合物燃燒后會生成各種含氧氮化物污染物排入大氣,最終造成非常嚴重的環(huán)境問題;液體燃油中的含氮化合物還可能會造成煉油過程中管道、泵等煉制設備的腐燭;在使用過程中液體燃油中的含氮化合物還會導致內燃機熄火等問題。因此,去除燃油中的含氮化合物至關重要。金屬-有機骨架材料（Metal-Organic Frameworks,簡稱MOFs）因其孔徑和形狀均具有易調節(jié)性以及孔表面易于修飾等優(yōu)點,在液體燃油的脫氮研究領域得到研究者的青睞。但是傳統(tǒng)的MOFs材料在吸附脫氮時存在兩個缺陷,一是對氮化物的吸附選擇性不高;二是因自身的聚集會使部分孔道堵塞導致孔隙率下降。這兩個方面的缺陷在很大程度上影響了MOFs材料吸附脫氮的效果。鑒于以上研究現狀本文開展了以下研究工作:通過兩種不同的制備方法對MOFs材料Ui O-66進行羧基修飾,合成兩種Ui O-66-COOH類材料。對所制備的材料的吸附脫氮性能進行研究。首先對比羧基修飾的吸附材料Ui O-66-COOH與不經羧基修飾的本體Ui O-66的吸附性能,從而探究羧基修飾對吸附性能的影響。實驗結果顯示,經羧酸修飾后,通過兩種制備方法得到的MOFs材... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

燃油中典型含氮化合物分類

哈爾濱工業(yè)大學理學碩士學位論文5的合成相比，該合成過程有較少的能量消耗并且相對容易合成[25-26]。MOFs材料有較大的比表面積、可以調控孔道形狀和大孝較高的孔隙率以及可功能化孔壁上的配體等優(yōu)點，因此在吸附領域得到了廣泛關注[27]。通過改變金屬離子或有機配體可以產生新的MOFs結構，此外，MOFs材料的節(jié)點金屬和配體還可以進行設計和改性。有些金屬-有機骨架材料在溫度、壓力等外部條件不同時，骨架會可逆伸縮，將這一特點應用于吸附領域，就可以選擇性吸附目標物。因此，MOFs材料在去除NCCs領域得到了廣泛的關注。1.3金屬-有機骨架材料（MOFs）吸附脫氮法的研究1.3.1金屬-有機骨架材料吸附特點金屬-有機骨架材料（MOFs）是金屬離子或離子簇與有機配體聚合、無限延伸形成的一類具有高度有序結構的有機金屬雜化材料，結構示意圖如1-2所示。MOFs可實現孔內獨特的各種潛在相互作用。迄今為止，它們已成功用作吸附劑吸附各種氣體，如CO2[28]和CH4[29]等；以及吸附各種液相中成分如烷基芳烴、苯乙烯和各種有機污染物[30]。圖1-2MOFs結構示意圖這類材料有很多命名方式，如：多孔配位聚合物（PCP），微孔配位聚合物（MCP），類沸石金屬-有機骨架（ZMOF）等。另外，可以采用研究者所在研究機構的名字來命名，例如：MIL（拉瓦錫研究所），JUC（中國吉林大學）等。如今，MOFs材料可以通過溶劑法、超聲法、電化學合成法。溶劑法是指將溶質和有機溶劑在密閉的反應容器中聚合，溫度一般在80℃~200℃之間，生成所要的MOFs材料。超聲法是通過高能量超聲波促進反應，該方法主要應用于合成尺寸較小的納米材料。電化學合成法是指通過控制電位范圍合成MOFs材料。該方法具有反應條件溫和、固體產量高等優(yōu)點。不同的制備方法會對MOFs材料

哈爾濱工業(yè)大學理學碩士學位論文6的結晶度、孔結構等產生影響。圖1-3給出了一些已被報道的MOFs結構實例。圖1-3已被報道的MOFs結構實例[31]通常情況下，可以通過改變MOFs比表面積和孔體積增加對目標物的吸附量。目前調控MOFs比表面積和孔體積的方法有：（1）增加有機配體的長度。采取這種方法制備MOFs材料時，在增大比表面積和孔體積的同時仍能保持MOFs的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性[32]。例如用長鏈有機配體制備的MOF-SLTN-77[33]的比表面積達4180m2/g。（2）利用混合配體合成MOFs材料。Matzger等[34]合成UMCM-2時使用混合有機配體的方法，用線性二元羧酸配體、三角平面三元羧酸配體、Zn4O團簇作為有機配體合成MOFs材料，比表面積可達5200m2/g。（3）多面體分層組裝法。UN-100利用這種方法合成，比表面積高達6143m2/g，在77K，56bar的條件下，對氫氣的吸附量達9.0wt%[35]。1990年，Hoskins和Robson首次研究報道MOFs，他們提出了以一些簡單無機礦物的網絡結構為原型，分別以幾何上相匹配的分子模塊和分子鏈代替原型網絡結構中的結點和單個化學鍵，完成具有無機礦物拓撲結構的金屬-有機骨架材料。1999年，合成出金屬-有機骨架材料MOF-5[36]和HKUST-1[37]。2005年，合成出具有較好穩(wěn)定性和較大比表面積的金屬-有機骨架材料MIL-101(Cr)[38]。如今，越來越多不同結構和組成的MOFs材料被合成出來，并且應用在更廣泛的領域。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]功能化MOFs及MOFs/聚合物復合膜在有機染料和重金屬離子吸附分離中的應用[J]. 譚遠銘,孟皓,張霞.  化學進展. 2019(07)
[2]M-MOF-74吸附分離天然氣中CO2的模擬研究[J]. 朱敏,王艷芳,陳樹軍,付越,李雪健,劉永強.  遼寧石油化工大學學報. 2019(03)
[3]UiO系列金屬-有機骨架的合成方法與應用[J]. 王茀學,王崇臣,王鵬,邢碧樅.  無機化學學報. 2017(05)
[4]糠醛加助劑精制焦化柴油[J]. 楊麗娜,李劍,王強.  安徽化工. 2004(02)
[5]石油產品溶劑脫氮研究進展[J]. 齊江,張瑾,戴猷元.  現代化工. 1999(11)
[6]汽油中堿性氮的脫除[J]. 閆鋒,任素華,蔣林時,廖克儉,魏毅.  撫順石油學院學報. 1999(01)

博士論文
[1]新型MOFs及POP材料吸附分離小分子碳氫化合物和催化CO2環(huán)加成反應的性能[D]. 王勛.華南理工大學 2019

碩士論文
[1]MOF負載的Ru基催化劑催化二氧化碳加氫合成甲酸的研究[D]. 侯世輝.天津大學 2018
[2]Zr基MOFs材料儲氫性能及改性研究[D]. 王鳳玲.大連理工大學 2016



本文編號：2982879