MOF基混合基質膜具有良好的CO₂分離前景,但由于MOFs的呼吸效應使其有效分離孔徑增大,難以實現(xiàn)CO₂/N₂（CH₄）的精準篩分。采取原位合成調控和后合成修飾調控方法調節(jié)MOF的孔道尺寸較為復雜,需要用到有毒試劑,操作要求嚴苛,且破壞晶體結構。為此,本文提出采用離子液體對孔籠型MOF進行后修飾,通過離子液體在籠腔內的占位作用,調控MOF的有效分離尺寸,以提高大尺寸氣體分子通過MOF的傳輸阻力,實現(xiàn)MOF混合基質膜對不同尺寸的氣體對的高效篩分。首先選取ZIF-8作為研究對象,通過吸附-滲入兩步法,使離子液體分子吸附在ZIF-8表面,再加熱使ZIF-8窗口擴大,使離子液體分子在溫度和濃度驅動力下滲入,成功制備了不同[Bmim][PF₆]含量的[Bmim][PF₆]@ZIF-8復合材料。[Bmim][PF₆]和ZIF-8成功結合,兩者之間具有相互作用力。TGA結果計算得到了[Bmim][PF₆]@ZIF-8復合物中[... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻綜述
    1.1 混合基質膜
        1.1.1 混合基質膜的制備方法
        1.1.2 混合基質膜的分離機理
        1.1.3 混合基質膜的填料
    1.2 MOF基混合基質膜
        1.2.1 金屬有機骨架化合物(MOFs)
        1.2.2 MOF基混合基質膜改性方法
    1.3 MOF孔道尺寸調控
        1.3.1 原位合成調控
        1.3.2 后合成修飾調控
    1.4 離子液體
        1.4.1 離子液體概述
        1.4.2 離子液體混合基質膜
    1.5 選題意義及研究內容
2 [Bmim][PF_6]調控ZIF-8 有效分離尺寸
    2.1 實驗藥品及儀器
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 實驗方法
        2.2.1 水相合成ZIF-8
        2.2.2 [Bmim][PF_6]/ZIF-8 復合物制備
        2.2.3 [Bmim][PF_6]@ZIF-8 復合材料制備
    2.3 [Bmim][PF_6]@ZIF-8 復合材料的結構和性能
        2.3.1 [Bmim][PF_6]@ZIF-8 微觀形貌
        2.3.2 [Bmim][PF_6]@ZIF-8 晶體結構
        2.3.3 [Bmim][PF_6]@ZIF-8 的紅外譜圖
        2.3.4 [Bmim][PF_6]@ZIF-8 熱失重行為
        2.3.5 不同[Bmim][PF_6]濃度的[Bmim][PF_6]@ZIF-8 表征
        2.3.6 [Bmim][PF_6]@ZIF-8 氮吸脫附行為
    2.4 本章小結
3 [Bmim][PF_6]@ZIF-8/Pebax混合基質膜的CO_2/N_2 分離
    3.1 實驗藥品及儀器
        3.1.1 實驗藥品
        3.1.2 實驗儀器
    3.2 實驗步驟
        3.2.1 水相合成ZIF-8
        3.2.2 [Bmim][PF_6]@ZIF-8 復合物制備
        3.2.3 [Bmim][PF_6]@ZIF-8/Pebax混合基質膜制備
    3.3 [Bmim][PF_6]@ZIF-8 混合基質膜表征方法
        3.3.1 掃描電鏡(SEM)
        3.3.2 差示掃描量熱法(DSC)
        3.3.3 機械性能測試
        3.3.4 氣體分離性能測試
    3.4 [Bmim][PF_6]@ZIF-8/Pebax混合基質膜的結構與性能
        3.4.1 膜微觀形貌
        3.4.2 膜玻璃化轉變溫度
        3.4.3 填料類型對膜CO_2分離性能影響
        3.4.4 填料含量對膜CO_2分離性能影響
        3.4.5 離子液體濃度對膜CO_2分離性能影響
        3.4.6 與其它離子液體/MOF膜性能對比
    3.5 本章小結
4 IL調控ZIF分離通道普適性研究
    4.1 實驗藥品及儀器
        4.1.1 實驗藥品
        4.1.2 實驗儀器
    4.2 實驗步驟
        4.2.1 ZIF制備
        4.2.2 IL@ZIF制備
        4.2.3 IL@ZIF/Pebax混合基質膜制備
        4.2.4 IL@ZIF表征
        4.2.5 IL@ZIF膜表征
        4.2.6 IL@ZIF-8 混合基質膜CO_2 分離測試
    4.3 IL@ZIF復合材料結構與性能
        4.3.1 ZIF-71微觀形貌分析
        4.3.2 IL@ZIF晶體結構
        4.3.3 IL@ZIF紅外譜圖
        4.3.4 IL@ZIF熱性能分析
        4.3.5 氮吸脫附表征
    4.4 IL@ZIF-8/Pebax混合基質膜表征
        4.4.1 膜的機械性能表征
        4.4.2 IL@ZIF-8填料含量變化對膜性能影響
        4.4.3 不同IL濃度的混合基質膜性能比較
    4.5 本章小結
結論
創(chuàng)新點和展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間科研項目及科研成果
致謝


【參考文獻】：
博士論文
[1]離子液體膜CO2分離性能及穩(wěn)定性研究[D]. 趙薇.大連理工大學 2012



本文編號：3440828