【摘要】：因油品中含硫化合物的燃燒而造成的環(huán)境污染問題愈加嚴(yán)重,為了解決這個(gè)問題,研究學(xué)者們發(fā)展出了加氫、吸附和催化氧化等脫硫技術(shù)。其中,催化氧化脫硫被認(rèn)為是最高效、低耗及溫和的方法,但這一過程嚴(yán)重依賴高性能材料/催化劑的設(shè)計(jì)和開發(fā)。多金屬氧酸鹽(Polyoxometalates,POMs),是一類由多種高價(jià)態(tài)前過渡金屬元素(例如鉬、鎢、鈮、鉭等)組成,并與氧原子成鍵而構(gòu)成的多金屬氧簇化合物。多酸本身有良好的溶解性、氧化還原性和酸性等性質(zhì),因此可以廣泛應(yīng)用于生物質(zhì)轉(zhuǎn)化、催化和醫(yī)學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域。我們利用水熱合成方法,多酸為無機(jī)配體與有機(jī)配體一同與金屬離子反應(yīng),構(gòu)筑功能性的多酸基金屬有機(jī)框架材料(POM-MOF)。本碩士論文的研究課題主要基于POM-MOF,探究二維POM-MOF、POM-MOF納米片和三維POM-MOF材料作為非均相催化劑在催化氧化脫硫?qū)嶒?yàn)中的催化活性。1 我們選取了二維層狀POM-MOF材料{[Co2(H2O)4(BTX)3][PMo12O40],BTX=1,4-Bis(1,2,4-triazol-1-ylmethyl)benzene}�？紤]到二維MOF材料層與層之間的氫鍵作用,我們提出用濕法球磨和液相超聲輔助的方法來破壞氫鍵,TEM和AFM表征結(jié)果證明了超薄納米片的成功制備。剝離的納米片在催化反應(yīng)中有更多的催化活性位點(diǎn)及較少的傳質(zhì)限制,大大加快了反應(yīng)速率。通過監(jiān)測(cè)脫硫過程,納米片催化劑總體脫硫效率是二維粉末材料的14倍(納米片TON約為400,粉末材料TON約為29)。2 我們利用水熱法制備了兩親性的三維 POM-MOF 單晶[Zn(BTX)(Mo8O26)][TBA]2。通過單晶X射線衍射、粉末XRD、紅外和熱重等表征手段確定了其組成和結(jié)構(gòu)。POM-Zn-MOF作為非均相催化劑應(yīng)用于催化氧化脫硫?qū)嶒?yàn)中,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率在30 min時(shí)迅速達(dá)到100%(TON約為24),且多次循環(huán)利用后催化性能保持。基于上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,兩親性多酸基金屬有機(jī)骨架作為非均相催化劑時(shí)具有高效、穩(wěn)定及可循環(huán)使用的優(yōu)點(diǎn),這對(duì)催化氧化脫硫的實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE624.9;O641.4
【圖文】：

ＰＯＭｓ和ＭＯＦｓ二者創(chuàng)造性地結(jié)合，制備的ＭＯＦｓ孔隙內(nèi)中包含ＰＯＭｓ或者ＭＯＦｓ逡逑骨架結(jié)構(gòu)組分是ＰＯＭｓ的材料，它可以充分地利用多酸和ＭＯＦｓ優(yōu)勢(shì)，從而獲得逡逑新型功能性多酸基金屬有機(jī)框架材料（圖１．３和圖１．４）邋［２１１。逡逑將ＰＯＭｓ與ＭＯＦｓ體系相結(jié)合，大多通過分子自組裝方式實(shí)現(xiàn)。具體來說逡逑——投入ＰＯＭ前驅(qū)體、金屬鹽溶液和有機(jī)配體，可以改變反應(yīng)條件（如溫度、逡逑溶液酸堿性、ＰＯＭ種類和濃度），然后將這些部分排列組合，最后實(shí)現(xiàn)多酸基金逡逑屬有機(jī)骨架材料的制備。在此，我們把通過一步法合成多酸基ＭＯＦ單晶材料逡逑（ＰＯＭ－ｂａｓｅｄＭＯＦ邋ｓｉｎｇｌｅ－ｃｒｙｓｔａｌ邋ｍａｔｅｒｉａｌｓ）與后修飾合成（Ｐｏｓｔ－ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）多酸逡逑負(fù)載化金屬有機(jī)骨架材料（ＰＯＭ－ｌｏａｄｅｄ邋ＭＯＦ邋ｍａｔｅｒｉａｌｓ）做出區(qū)分。逡逑３逡逑

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