本文關(guān)鍵詞：高穩(wěn)定鋯金屬有機(jī)骨架的合成及其氣體吸附性能研究　出處：《北京工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：在金屬有機(jī)骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)這個大家族中,鋯基金屬有機(jī)骨架(Zr-MOFs)具有豐富的結(jié)構(gòu)類型,高的穩(wěn)定性以及良好的性能,因而成為最具有實(shí)際應(yīng)用潛力的一類MOF材料。雖然Zr-MOFs仍然處于發(fā)展初期,但是最近幾年已經(jīng)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,而且在催化,分子的吸附與分離,藥物運(yùn)輸,熒光傳感等方面展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。采用不同的設(shè)計(jì)合成理念可以構(gòu)筑出具有豐富的結(jié)構(gòu)類型的,滿足特定的應(yīng)用要求的Zr-MOFs。本論文選擇三種羧酸配體,構(gòu)筑得到三種新Zr-MOFs,并研究了這些材料的氣體吸附性能。具體研究內(nèi)容及相應(yīng)結(jié)果簡要闡述如下:第一部分為文獻(xiàn)綜述。介紹了Zr-MOFs的設(shè)計(jì)合成、結(jié)構(gòu)及其性能應(yīng)用。第二部分為實(shí)驗(yàn)部分,主要包括兩個方面內(nèi)容:(1)設(shè)計(jì)合成了兩種烯酸配體,4-羧基肉桂酸(4-carboxycinnamic acid,H2CCA)和1,4-苯基二丙烯酸(1,4-phenylenediacrylic acid,H2PDA),并與ZrCl4反應(yīng)得到了兩個新的Zr-MOFs:Zr6(μ3-O)4(μ3-OH)4(CCA)6(BUT-220),Zr6(μ3-O)4(μ3-OH)4(PDA)6(BUT-221)。采用粉末衍射、紅外、熱重等對材料的性質(zhì)進(jìn)行了表征,并對其氣體吸附性能進(jìn)行了研究。單晶衍射結(jié)構(gòu)解析顯示,BUT-220和BUT-221具有fcu拓?fù)涞娜S骨架結(jié)構(gòu),帶有四面體和八面體兩種類型的孔籠。通過氣體吸附測試發(fā)現(xiàn),BUT-220和BUT-221具有良好的CO2吸附能力。另外,通過對BUT-220和BUT-221的CO2、CH4、N2三種氣體吸附性能比較分析,其對CO2/N2,CO2/CH4具有選擇性吸附分離能力,顯示出這兩種MOFs在溫室氣體CO2的捕獲分離方面具有應(yīng)用潛力。(2)利用V型功能性配體,4,4'-二羧基聯(lián)苯砜(4,4'-sulfonyldibenzoic acid,H2SDC)與ZrCl4反應(yīng)得到Zr-MOF:Zr6(μ3-O)8(H2O)8(SDC)4(BUT-222),并采用粉末衍射、紅外、熱重對其進(jìn)行了表征。此外,對其氣體吸附性能也進(jìn)行了研究。單晶衍射結(jié)構(gòu)解析顯示,BUT-222具有二維層狀骨架結(jié)構(gòu)。通過氣體吸附測試發(fā)現(xiàn)BUT-222具有良好的H2和CO2吸附能力。通過對BUT-222的CO2、CH4兩種氣體吸附性能比較分析,其對CO2/CH4具有選擇性吸附分離能力,顯示出這種MOF在沼氣凈化中具有應(yīng)用潛力。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O641.4;O647.3

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