液體燃油中的含氮化合物燃燒后會(huì)生成各種含氧氮化物污染物排入大氣,最終造成非常嚴(yán)重的環(huán)境問題;液體燃油中的含氮化合物還可能會(huì)造成煉油過程中管道、泵等煉制設(shè)備的腐燭;在使用過程中液體燃油中的含氮化合物還會(huì)導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)熄火等問題。因此,去除燃油中的含氮化合物至關(guān)重要。金屬-有機(jī)骨架材料（Metal-Organic Frameworks,簡(jiǎn)稱MOFs）因其孔徑和形狀均具有易調(diào)節(jié)性以及孔表面易于修飾等優(yōu)點(diǎn),在液體燃油的脫氮研究領(lǐng)域得到研究者的青睞。但是傳統(tǒng)的MOFs材料在吸附脫氮時(shí)存在兩個(gè)缺陷,一是對(duì)氮化物的吸附選擇性不高;二是因自身的聚集會(huì)使部分孔道堵塞導(dǎo)致孔隙率下降。這兩個(gè)方面的缺陷在很大程度上影響了MOFs材料吸附脫氮的效果。鑒于以上研究現(xiàn)狀本文開展了以下研究工作:通過兩種不同的制備方法對(duì)MOFs材料Ui O-66進(jìn)行羧基修飾,合成兩種Ui O-66-COOH類材料。對(duì)所制備的材料的吸附脫氮性能進(jìn)行研究。首先對(duì)比羧基修飾的吸附材料Ui O-66-COOH與不經(jīng)羧基修飾的本體Ui O-66的吸附性能,從而探究羧基修飾對(duì)吸附性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,經(jīng)羧酸修飾后,通過兩種制備方法得到的MOFs材... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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燃油中典型含氮化合物分類

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文5的合成相比，該合成過程有較少的能量消耗并且相對(duì)容易合成[25-26]。MOFs材料有較大的比表面積、可以調(diào)控孔道形狀和大孝較高的孔隙率以及可功能化孔壁上的配體等優(yōu)點(diǎn)，因此在吸附領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注[27]。通過改變金屬離子或有機(jī)配體可以產(chǎn)生新的MOFs結(jié)構(gòu)，此外，MOFs材料的節(jié)點(diǎn)金屬和配體還可以進(jìn)行設(shè)計(jì)和改性。有些金屬-有機(jī)骨架材料在溫度、壓力等外部條件不同時(shí)，骨架會(huì)可逆伸縮，將這一特點(diǎn)應(yīng)用于吸附領(lǐng)域，就可以選擇性吸附目標(biāo)物。因此，MOFs材料在去除NCCs領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。1.3金屬-有機(jī)骨架材料（MOFs）吸附脫氮法的研究1.3.1金屬-有機(jī)骨架材料吸附特點(diǎn)金屬-有機(jī)骨架材料（MOFs）是金屬離子或離子簇與有機(jī)配體聚合、無限延伸形成的一類具有高度有序結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬雜化材料，結(jié)構(gòu)示意圖如1-2所示。MOFs可實(shí)現(xiàn)孔內(nèi)獨(dú)特的各種潛在相互作用。迄今為止，它們已成功用作吸附劑吸附各種氣體，如CO2[28]和CH4[29]等；以及吸附各種液相中成分如烷基芳烴、苯乙烯和各種有機(jī)污染物[30]。圖1-2MOFs結(jié)構(gòu)示意圖這類材料有很多命名方式，如：多孔配位聚合物（PCP），微孔配位聚合物（MCP），類沸石金屬-有機(jī)骨架（ZMOF）等。另外，可以采用研究者所在研究機(jī)構(gòu)的名字來命名，例如：MIL（拉瓦錫研究所），JUC（中國(guó)吉林大學(xué)）等。如今，MOFs材料可以通過溶劑法、超聲法、電化學(xué)合成法。溶劑法是指將溶質(zhì)和有機(jī)溶劑在密閉的反應(yīng)容器中聚合，溫度一般在80℃~200℃之間，生成所要的MOFs材料。超聲法是通過高能量超聲波促進(jìn)反應(yīng)，該方法主要應(yīng)用于合成尺寸較小的納米材料。電化學(xué)合成法是指通過控制電位范圍合成MOFs材料。該方法具有反應(yīng)條件溫和、固體產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)。不同的制備方法會(huì)對(duì)MOFs材料

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文6的結(jié)晶度、孔結(jié)構(gòu)等產(chǎn)生影響。圖1-3給出了一些已被報(bào)道的MOFs結(jié)構(gòu)實(shí)例。圖1-3已被報(bào)道的MOFs結(jié)構(gòu)實(shí)例[31]通常情況下，可以通過改變MOFs比表面積和孔體積增加對(duì)目標(biāo)物的吸附量。目前調(diào)控MOFs比表面積和孔體積的方法有：（1）增加有機(jī)配體的長(zhǎng)度。采取這種方法制備MOFs材料時(shí)，在增大比表面積和孔體積的同時(shí)仍能保持MOFs的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性[32]。例如用長(zhǎng)鏈有機(jī)配體制備的MOF-SLTN-77[33]的比表面積達(dá)4180m2/g。（2）利用混合配體合成MOFs材料。Matzger等[34]合成UMCM-2時(shí)使用混合有機(jī)配體的方法，用線性二元羧酸配體、三角平面三元羧酸配體、Zn4O團(tuán)簇作為有機(jī)配體合成MOFs材料，比表面積可達(dá)5200m2/g。（3）多面體分層組裝法。UN-100利用這種方法合成，比表面積高達(dá)6143m2/g，在77K，56bar的條件下，對(duì)氫氣的吸附量達(dá)9.0wt%[35]。1990年，Hoskins和Robson首次研究報(bào)道MOFs，他們提出了以一些簡(jiǎn)單無機(jī)礦物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為原型，分別以幾何上相匹配的分子模塊和分子鏈代替原型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的結(jié)點(diǎn)和單個(gè)化學(xué)鍵，完成具有無機(jī)礦物拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的金屬-有機(jī)骨架材料。1999年，合成出金屬-有機(jī)骨架材料MOF-5[36]和HKUST-1[37]。2005年，合成出具有較好穩(wěn)定性和較大比表面積的金屬-有機(jī)骨架材料MIL-101(Cr)[38]。如今，越來越多不同結(jié)構(gòu)和組成的MOFs材料被合成出來，并且應(yīng)用在更廣泛的領(lǐng)域。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]新型MOFs及POP材料吸附分離小分子碳?xì)浠衔锖痛呋疌O2環(huán)加成反應(yīng)的性能[D]. 王勛.華南理工大學(xué) 2019

碩士論文
[1]MOF負(fù)載的Ru基催化劑催化二氧化碳加氫合成甲酸的研究[D]. 侯世輝.天津大學(xué) 2018
[2]Zr基MOFs材料儲(chǔ)氫性能及改性研究[D]. 王鳳玲.大連理工大學(xué) 2016



本文編號(hào)：2982879