ZIF-8-GO復(fù)合材料的制備及其對(duì)二氯甲烷氣體吸附性能的研究.pdf

1、金屬有機(jī)多孔材料（Metal Organic Frameworks簡稱MOFs）是一種具有空間周期性網(wǎng)狀三維結(jié)構(gòu)的配位聚合物，具有高比表面積，大的孔隙率，成本低和結(jié)構(gòu)可調(diào)性等突出優(yōu)點(diǎn)，使得此種材料在催化，氣體儲(chǔ)存，吸附和選擇性吸附分離等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。沸石咪唑酯骨架多孔材料(Zeollitic ImidazolateFrameworks簡稱ZIFs)是一類新型的多孔材料，屬于金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)的族系材料。因?yàn)閆IFs材

2、料有著沸石分子的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使得它比金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)有著更好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，成為了近些年研究的熱點(diǎn)。
　　氧化石墨烯(GO)是將石墨烯氧化后得到的石墨烯衍生物。GO是親水性的，它易溶于水和幾種有機(jī)溶劑。氧化石墨烯具有可以擴(kuò)展的和可調(diào)控的層狀結(jié)構(gòu)，且為廣泛的功能化和反應(yīng)點(diǎn)的化學(xué)修飾提供了一個(gè)良好的設(shè)計(jì)平臺(tái)。通常來說氧化和還原過程會(huì)在石墨烯上產(chǎn)生很多缺陷位點(diǎn)，這些缺陷位點(diǎn)在氣體吸附，存儲(chǔ)，分離等應(yīng)用上反而會(huì)有著很明顯

3、的優(yōu)勢。
　　二氯甲烷(dichloromethane，DCM)有著十分廣泛的用途而且極易揮發(fā)并在大氣環(huán)境中大量存在，所以受到廣泛關(guān)注?！端沟赂鐮柲s》將二氯甲烷列為優(yōu)先控制的12種持久性有機(jī)污染物之一，歐共體也將其列為環(huán)境危害物質(zhì)。目前國內(nèi)外最常用的治理二氯甲烷廢氣的處理方法中應(yīng)用最為廣泛的是吸附法，吸附法去除二氯甲烷氣體的效果十分優(yōu)秀且成本與其他方法相比較為低廉。常見的二氯甲烷氣體吸附劑為活性炭與分子篩。
　　本文采用

4、以甲醇為溶劑的制備路線合成了微米級(jí)和納米級(jí)別ZIF-8晶體顆粒，并成功制備了ZIF-8復(fù)合氧化石墨烯材料。對(duì)所制備的樣品進(jìn)行了X射線衍射(XRD)、N2吸附比表面積(BET)，傅里葉變換紅外線光譜(FTIR)和掃描電鏡(SEM)的表征分析，得到了這些樣品的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，合成的ZIF-8復(fù)合氧化石墨烯(ZG-X)晶體材料同時(shí)具有ZIF-8和氧化石墨烯材料的優(yōu)勢特點(diǎn)，材料內(nèi)部有著二者協(xié)同效應(yīng)的存在，且純的ZIF-8納米材料的比

5、表面積略高于ZG-X復(fù)合材料。
　　本文以所研制出的ZIF-8和ZG-X材料為吸附劑，設(shè)計(jì)了固定吸附床裝置，并應(yīng)用氣相色譜儀對(duì)二氯甲烷氣體的吸附性能進(jìn)行了測試，獲得了所制材料的二氯甲烷氣體的吸附穿透曲線。測試結(jié)果表明，相比于純ZIF-8材料，ZG-X材料比表面積較小，但ZG-X材料的吸附效率隨著X（復(fù)合材料的氧化石墨烯含量）變大而增加，其中ZG-15的吸附量最大，高達(dá)240 mg/g，五種ZG-X復(fù)合材料的吸附效果均好于純的ZIF