本文關(guān)鍵詞：金屬有機(jī)框架化合物（MOFs）常溫脫硫性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：硫化物（硫化氫、硫醇、硫醚、噻吩等）廣泛存在于天然氣、煤制氣等工業(yè)氣源中，不僅會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的大氣污染、輸氣管道及生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕，還會(huì)造成下游催化劑中毒而失活。近年來，各國對(duì)環(huán)境保護(hù)日益重視，且出臺(tái)了更為嚴(yán)格的法律法規(guī)，深度脫硫因此成為各國學(xué)者廣泛關(guān)注的研究領(lǐng)域�，F(xiàn)有工業(yè)脫除硫化氫技術(shù)存在硫容低、精度低以及利用率低的缺點(diǎn)。對(duì)脫除難度較大的硫醇、硫醚、噻吩等有機(jī)硫化物，工業(yè)上一般采用傳統(tǒng)的加氫技術(shù)，但是該方法需要高溫高壓的苛刻條件，而且會(huì)消耗大量的氫氣。因此，溫和條件下硫化物脫除技術(shù)是該領(lǐng)域追求的目標(biāo)。吸附脫硫被認(rèn)為是最具前途的常溫精脫硫新技術(shù)。其目前運(yùn)用的材料大多為多孔性材料，如活性碳、分子篩等。 金屬有機(jī)框架化合物是一種由金屬中心與多齒型有機(jī)配體以配位鍵連接自組裝形成的具有多孔結(jié)構(gòu)的配位聚合有機(jī)框架化合物。MOFs具有大的比表面積和孔隙率，而且具有孔道可調(diào)結(jié)構(gòu)多樣性的特點(diǎn)，易于進(jìn)行設(shè)計(jì)組裝和結(jié)構(gòu)調(diào)控。新型多孔材料有機(jī)金屬框架化合物（MOFs）以其超高比表面積，孔隙率以及孔道可調(diào)節(jié)性，在氣體存儲(chǔ)、凈化方面的應(yīng)用已得到廣泛研究，在脫硫領(lǐng)域也嶄露頭角，并有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?本文選取兩種具有開放金屬活性位的MOFs（MOF-199和MOF-74）用于溫和條件下硫化氫、甲硫醚及乙硫醇的脫除。采用水熱法合成MOF-199和MOF-74。對(duì)脫硫前后的MOFs進(jìn)行了傅里葉紅外（FTIR）, X-射線衍射(XRD)，，熱重(TG)和X-射線光電子能譜(XPS)等表征技術(shù)。采用固定床流動(dòng)法對(duì)其吸附性能進(jìn)行了研究。 研究結(jié)果表明，MOF-199對(duì)硫化物具有很好的脫除性能，金屬活性位起到了重要作用。吸附硫化氫與乙硫醇以后有硫化銅生成和羧基的釋放，且結(jié)構(gòu)坍塌。MOF-199吸附甲硫醚的硫容高達(dá)8.48%，且再生三次后的硫容為原始的95%。MOF-74脫除硫化氫以后有硫化鋅生成和羥基基的釋放，且結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重破壞。MOF-74中的金屬中心與甲硫醚和乙硫醇均發(fā)生了配位作用，吸附乙硫醇后的樣品很難再生，吸附甲硫醚的樣品有良好的再生性能。基于對(duì)本課題的研究，硫化物的空間位阻不同導(dǎo)致了脫硫行為不同。開放的金屬中心是影響MOFs脫硫性能的主導(dǎo)因素。MOF-199的脫硫性能遠(yuǎn)高于MOF-74，這是由兩者金屬中心及自身結(jié)構(gòu)的不同共同導(dǎo)致的結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：金屬有機(jī)框架化合物 常溫脫硫 甲硫醚 乙硫醇 硫化氫
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X701.3;TQ424.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 選題背景10-24
• 1.1 脫硫凈化的必要性10-12
• 1.2 脫硫技術(shù)現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 濕法脫硫12
• 1.2.2 金屬氧化物脫硫12-13
• 1.2.3 其他干法脫硫13
• 1.2.4 吸附脫硫13-17
• 1.3 金屬有機(jī)框架化合物(MOFs)簡介17-21
• 1.3.1 MOFs 的特點(diǎn)17-18
• 1.3.2 金屬有機(jī)框架材料的應(yīng)用研究18-20
• 1.3.3 MOFs 在脫硫方面的應(yīng)用研究20-21
• 1.4 課題的選擇及研究內(nèi)容21-24
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分24-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料和實(shí)驗(yàn)設(shè)備24-25
• 2.2 脫硫劑的制備25-26
• 2.2.1 MOF-199 的制備25-26
• 2.2.2 MOF-74 的制備26
• 2.3 氣體的選擇及配制26-27
• 2.4 脫硫性能評(píng)價(jià)裝置27
• 2.5 實(shí)驗(yàn)條件27-28
• 2.6 氣相組成分析方法28
• 2.7 表征手段28-30
• 第三章 MOF-199 對(duì)硫化物的脫除性能與機(jī)理研究30-46
• 3.1 不同預(yù)處理?xiàng)l件對(duì) MOF-199 脫硫性能影響研究及表征31-36
• 3.2 吸附溫度對(duì) MOF-199 脫硫性能的影響36-37
• 3.3 MOF-199 脫除硫化物機(jī)理研究37-42
• 3.4 MOF-199 的再生性能研究42-44
• 3.5 小結(jié)44-46
• 第四章 MOF-74 脫硫性能研究46-62
• 4.1 MOF-74 的表征46-49
• 4.2 活化溫度對(duì) MOF-74 脫硫性能的影響49-50
• 4.3 吸附溫度對(duì) MOF-74 脫硫性能的影響50-51
• 4.4 MOF-74 脫除硫化物機(jī)理研究51-56
• 4.5 MOF-74 的再生性能研究56-59
• 4.5.1 脫除甲硫醚樣品的再生性能研究56-58
• 4.5.2 脫除乙硫醇樣品的再生性能研究58-59
• 4.6 小結(jié)59-62
• 第五章 MOFs 脫硫的影響因素分析62-70
• 5.1 MOF-199 與 MOF-74 吸附不同硫化物性能比較62-67
• 5.2 多種 MOFs 材料脫硫性能差異比較67-70
• 第六章 結(jié)論與展望70-72
• 6.1 結(jié)論70-71
• 6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)71
• 6.3 今后工作設(shè)想71-72
• 參考文獻(xiàn)72-84
• 致謝84-85
• 碩士期間發(fā)表論文85

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：294205