金屬有機框架材料(MOFs)作為一種新型多孔材料,由于其高比表面積、孔徑可調、易于官能化等優(yōu)點在氣體存儲及分離等領域得到了廣泛的關注。其中,新型氟硅酸鹽多孔雜化材料(SIFSIX)易于通過改變配體的長度及官能團來調控氣體吸附性能,因此在氣體分離領域得到了廣泛的研究。本文研究了新型氟硅酸鹽多孔雜化材料[M(L)₂(Si F₆)]_n(M=金屬離子;L=有機配體)在二氧化碳捕獲、乙炔純化、乙烯純化等領域的吸附分離性能,研究了有機配體類型和功能基團對材料的氣體分離性能的影響。首先,用多孔材料從煙道氣中捕獲二氧化碳(CO₂)被認為是替代傳統(tǒng)液態(tài)胺吸附技術的有效方案。大量的微孔MOFs材料已被開發(fā)為CO₂捕獲材料。然而,設計一種同時具有極高的CO₂吸附能力和氣體選擇性(trade-off效應)以及適度吸附熱的MOFs材料是具有挑戰(zhàn)性的。文中合成了一種與SIFSIX-2-Cu-i同構的新型氟硅酸鹽多孔雜化材料[Cu(dpt)₂(Si F_6...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 金屬有機框架材料
        1.2.1 金屬有機框架材料的簡介
        1.2.2 金屬有機框架材料的發(fā)展進程
    1.3 金屬有機框架材料的氣體吸附分離機理研究
        1.3.1 熱力學分離
        1.3.2 動力學分離
        1.3.3 分子篩分效應
    1.4 金屬有機框架材料在輕烴分離中的應用
        1.4.1 金屬有機框架材料在CO₂捕獲中的應用
        1.4.2 金屬有機框架材料在C₂H₂/CO₂分離中的應用
        1.4.3 金屬有機框架材料在C₂H₂/C₂H₄分離中的應用
    1.5 選題依據(jù)與研究內容
        1.5.1 選題依據(jù)
        1.5.2 研究內容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗試劑
    2.2 主要儀器
第三章 四嗪功能化的新型氟硅酸鹽多孔雜化材料(UTSA-120)的CO₂捕獲性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 UTSA-120的合成
        3.2.2 粉末X射線衍射分析
        3.2.3 比表面積以及單組分氣體的吸附測試
        3.2.4 中子粉末衍射分析
        3.2.5 穿透實驗
    3.3 結果與討論
        3.3.1 UTSA-120的合成及結構分析
        3.3.2 UTSA-120粉末衍射及穩(wěn)定性的分析
        3.3.3 UTSA-120 選擇性分離CO₂/N₂和CO₂/CH₄ 的性能研究
    3.4 本章小結
第四章 巰基功能化的新型氟硅酸鹽多孔雜化材料(ZJUT-2)的C₂H₂/CO₂ 選擇性分離性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 ZJUT-2的合成
        4.2.2 粉末X射線衍射分析
        4.2.3 比表面積以及單組分氣體的吸附測試
        4.2.4 GCMC模擬
        4.2.5 穿透實驗
    4.3 結果與討論
        4.3.1 ZJUT-2的合成及結構分析
        4.3.2 ZJUT-2a對 C₂H₂和CO₂氣體吸附分離性能研究
        4.3.3 ZJUT-2a對 C₂H₂和CO₂吸附模型研究
        4.3.4 ZJUT-2a的 C₂H₂/CO₂ 動態(tài)穿透性實驗
    4.4 本章小結
第五章 吖嗪功能化的新型氟硅酸鹽多孔雜化材料([Cu(bpdh)₂(SiF6)]_n)的C₂H₂選擇性吸附性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 [Cu(bpdh)₂(SiF₆)]_n的合成
        5.2.2 粉末X射線衍射分析
        5.2.3 比表面積以及單組分氣體的吸附測試
    5.3 結果與討論
        5.3.1 [Cu(bpdh)₂(SiF₆)]_n 粉末衍射及穩(wěn)定性的分析
        5.3.2 [Cu(bpdh)₂(SiF₆)]_n比表面積的分析
        5.3.3 [Cu(bpdh)₂(SiF₆)]_n的 C₂H₂、C₂H₄、CO₂的單組分吸附性能研究
        5.3.4 [Cu(bpdh)₂(SiF₆)]_n的 C₂H₂/C₂H₄、C₂H₂/CO₂ IAST選擇性研究
        5.3.5 [Cu(bpdh)₂(SiF₆)]_n對 C₂H₂、C₂H₄、CO₂氣體的吸附熱研究
    5.4 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
附錄 A
附錄 B
致謝
作者簡介
    1 作者簡歷
    2 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
    3 參與的科研項目
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3756253