航天器用非金屬材料在空間環(huán)境下會產(chǎn)生有機小分子可凝揮發(fā)物,凝結(jié)在光學(xué)鏡頭、太陽能電池等敏感表面,對航天器的安全性和可靠性影響極大。采用吸附材料對污染物進行主動控制是解決空間分子污染的有效手段之一。沸石材料孔徑尺寸分布均勻且吸附性能優(yōu)良,是空間分子污染物吸附的理想選材之一,但其機械強度較差,且其空間分子污染物的吸附性能仍有待提高。因此,亟需開發(fā)吸附性能高且機械性能良好的新型空間分子污染物吸附材料。本論文通過對改性沸石材料的設(shè)計制備、吸附性能和吸附機理一體化研究,制備了具有高吸附性能的沸石@TiO₂復(fù)合材料,為空間分子污染物吸附材料選材和應(yīng)用提供理論和技術(shù)依據(jù)。采用原子層沉積技術(shù)制備TiO₂,研究鈦出源時間、源瓶溫度、反應(yīng)倉體溫度及循環(huán)周期數(shù)等工藝參數(shù)對成膜的影響,通過AFM、XPS、TEM、SEM、XRD等手段分別表征沸石@TiO₂復(fù)合材料的元素組成、形貌以及結(jié)構(gòu),獲得最優(yōu)工藝參數(shù)。根據(jù)沸石@TiO₂復(fù)合材料的吸附量確定最優(yōu)的預(yù)處理工藝為抽真空、加熱200℃以及保溫120 min。研究不同實驗條件下沸... 

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 空間分子污染防控的研究進展
    1.3 吸附法去除有機污染物概述
    1.4 沸石材料研究進展
        1.4.1 沸石材料的結(jié)構(gòu)及分類
        1.4.2 沸石材料吸附有機物的研究現(xiàn)狀
        1.4.3 改性沸石分子篩的材料分類
    1.5 TIO2改性沸石材料研究進展
        1.5.1 TiO_2材料概述
        1.5.2 TiO_2改性沸石制備方法
    1.6 分子模擬方法概述
        1.6.1 常用的分子模擬方法
        1.6.2 計算機模擬方法
        1.6.3 對沸石的吸附擴散的模擬
    1.7 本文主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料與研究方法
    2.1 實驗儀器及實驗藥品
        2.1.1 實驗儀器
        2.1.2 實驗藥品
    2.2 實驗內(nèi)容
        2.2.1 沸石的預(yù)處理
        2.2.2 沸石@TiO_2材料的制備
    2.3 材料測試表征方法
        2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)及EDS分析
        2.3.2 自動比表面和孔徑分析儀
        2.3.3 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.3.4 傅里葉紅外光譜分析(FTIR)
        2.3.5 透射電子顯微鏡分析(TEM)
        2.3.6 TiO_2薄膜厚度分析
    2.4 動力學(xué)吸附模型
    2.5 5A沸石對典型分子污染物的吸附模擬
第3章 沸石@TiO_2的制備表征及吸附性能研究
    3.1 沸石@TIO2材料的制備
        3.1.1 沸石材料的選擇
        3.1.2 TiO_2薄膜的制備和表征
        3.1.3 沸石@TiO_2材料制備的預(yù)處理工藝優(yōu)化
        3.1.4 沸石@TiO_2材料制備的沉積工藝優(yōu)化
    3.2 沸石@TIO2材料的表征
        3.2.1 沸石@TiO_2的元素組成分析
        3.2.2 沸石@TiO_2的形貌分析
        3.2.3 沸石@TiO_2的結(jié)構(gòu)分析
        3.2.4 改性前后材料機械強度對比
    3.3 沸石@TIO2吸附性能研究
        3.3.1 沸石@TiO_2吸附性能的影響因素
        3.3.2 吸附污染物的紅外分析
    3.4 沸石@TIO_2動力學(xué)模型分析
    3.5 沸石@TIO_2吸附機理
    3.6 本章小結(jié)
第4章 沸石吸附空間分子污染物的吸附動力學(xué)研究
    4.1 吸附構(gòu)建模型
        4.1.1 吸附質(zhì)模型構(gòu)建
        4.1.2 5A沸石模型構(gòu)建
    4.2 5A沸石吸附性能的模擬結(jié)果分析和討論
        4.2.1 模擬5A沸石的結(jié)構(gòu)表征
        4.2.2 5A沸石吸附鄰苯二甲酸二甲酯的模擬結(jié)果討論和分析
        4.2.3 5A沸石吸附鄰苯二甲酸二乙酯的模擬結(jié)果討論和分析
        4.2.4 5A沸石同時吸附兩種氣體的模擬結(jié)果討論和分析
    4.3 低溫低壓5A沸石吸附氣體的模擬結(jié)果討論和分析
        4.3.1 5A沸石吸附鄰苯二甲酸二甲酯氣體
        4.3.2 5A沸石吸附鄰苯二甲酸二乙酯氣體
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
博士論文
[1]多孔礦物負載型/過渡金屬復(fù)合型錳氧化物熱催化氧化揮發(fā)性有機物的研究[D]. 劉鵬.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所) 2019
[2]有機分子在分子篩中的吸附和擴散過程的計算機模擬[D]. 張國.吉林大學(xué) 2008

碩士論文
[1]空間光學(xué)系統(tǒng)污染評估方法研究[D]. 魏爽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]多級孔道5A分子篩的合成及吸附性能研究[D]. 陳翔.華東理工大學(xué) 2016



本文編號：3725479