MOF材料对甲苯选择性吸附的构效关系研究.docx

MOF材料对甲苯选择性吸附的构效关系研究

目录

内容概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1.1多孔材料吸附分离领域的发展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1.2甲苯作为典型挥发性有机物的吸附处理需求．．．．．．．．．．．．．．．6

1.2MOF材料的特性及其吸附应用概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2.1MOF材料的定义与结构特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.2.2MOF材料在选择性吸附方面的研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.3选择性吸附的基本概念与评价方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.3.1选择性吸附的定义与重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

1.3.2MOF选择性吸附性能的评价指标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1.4本研究的目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

1.4.1主要研究目标设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

1.4.2论文整体研究框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

MOF材料设计与合成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.1MOF材料结构设计原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.1.1气孔环境调控策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.1.2构建特定识别位点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.2常用MOF合成方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.2.1溶剂热/溶剂蒸发法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.2.2原位生长法等．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

2.3本研究合成目标MOF材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.3.1目标MOF的结构设计与选型依据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

2.3.2MOF材料的具体合成步骤与表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

实验部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

3.1仪器与试剂．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

3.1.1主要分析测试仪器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.1.2实验所用试剂与材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.2样品表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.2.1结构表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.2.2物理化学性质表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.3吸附性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.3.1吸附等温线测定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

3.3.2吸附动力学研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

3.3.3穿透实验与柱效评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

结果与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

4.1目标MOF材料的结构与表征结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

4.1.1晶体结构确认与尺寸分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

4.1.2比表面积与孔结构特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

4.2MOF材