【摘要】：吸附作為當前一項被廣泛使用的分離技術不僅應用于化工、制藥行業(yè),而且在能源和環(huán)境科學也起著至關重要的作用,制備出能高效地從混合物中實現(xiàn)目標產(chǎn)物分離的吸附劑是當前吸附分離技術應用的核心之一,π-絡合吸附劑較好的滿足了當前行業(yè)中對吸附劑的需求,在工業(yè)上對氣體分離、純化以及在環(huán)保等領域得到了很好的應用。本論文的目的是研究制備出基于金屬有機骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)的新型π-絡合吸附劑,并將其應用于從混合氣體中吸附分離CO,并從近似相對分子質量的C_2H_4/C_2H_6中吸附分離C_2H_4。(1).MIL-101(Materials of Institut Lavoisier,簡稱MIL)是一種合成方法成熟、具有高吸附性能和高熱穩(wěn)定性的MOFs,可當做制備π-絡合吸附劑的良好載體。本論文采用三種實驗方法,將活性物質Cu~+引入載體孔道中,實現(xiàn)活性物質的良好分散。首先,通過水熱合成MIL-101,將Cu(NO_3)_2·3H_2O和CoCl_2·6H_2O用雙溶劑的方法引入到MIL-101中制得吸附劑Cu/Co@MIL-101-DS,通過浸漬法和固相研磨熱分散法制備得到Cu/Co@MIL-101-WI和Cu/Co@MIL-101-SG。(2).研究不同含量的Cu/Co@MIL-101-DS吸附材料用于CO吸附性能,對于含有CO、CO_2、H_2和N_2的混合氣體,其中在101 kPa下25℃時純MIL-101對于H_2的吸附量為0.9 cm~3·g~(-1),對N_2的吸附量為5.2 cm~3·g~(-1),對CO的吸附量為12.1 cm~3·g-~1,而2.0Cu/2.0Co@MIL-101-DS樣品吸附性能最好,對CO的吸附量達到34.1 cm~3·g~(-1),對H_2和N_2的吸附容量分別為2.9 cm~3·g~(-1)和1.8 cm~3·g~(-1)。我們也研究了不同方法制備的2.0Cu/2.0Co@MIL-101,相對于2.0Cu/2.0Co@MIL-101-SG,樣品2.0Cu/2.0Co@MIL-101-WI對CO的吸附能力稍強,但兩種方法合成的樣品均低于雙溶劑制備所得樣品,結果表明由兩種前驅體通過雙溶劑的方法在250℃時氬氣氣氛下焙燒5 h修飾改性MIL-101后的吸附劑對CO的吸附性能最高。(3).將MIL-101作為載體,用Cu(NO_3)_2·3H_2O、CoCl_2·6H_2O制備了絡合吸附劑,研究其對C_2H_4/C_2H_6的吸附分離性能。結果顯示,單金屬鹽活性物質1.5Cu@MIL-101-DS和1.5Co@MIL-101-DS吸附劑對C_2H_4/C_2H_6幾乎不存在分離性能,而含有雙金屬活性物質的1.5Cu/1.5Co@MIL-101-DS吸附劑,對C_2H_4/C_2H_6的分離效果好,對于C_2H_4的吸附量達到50.5 cm~3 g~(-1),對于C_2H_6的吸附量只有33.2 cm~3 g~(-1)。
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X701

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