金屬-有機(jī)骨架MOF-74系列吸附捕集低濃度二氧化碳的研究.pdf

1、各種人類活動(dòng)所排放的CO2正通過溫室效應(yīng)而致使全球變暖，該觀點(diǎn)被廣泛認(rèn)同?；厥誄O2有利于緩解溫室效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化利用。因此，迫切需要開發(fā)高效的CO2吸附劑。金屬-有機(jī)骨架材料是一種新型多孔材料，其在氣體吸附分離領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。MOF-74系列材料擁有蜂窩狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其一維六方孔道內(nèi)布滿了裸露的金屬離子吸附位點(diǎn)，因而MOF-74對(duì)CO2的吸附性能良好。
　　以Mg-MOF-74為吸附劑，考察了原料氣流速及吸附溫度

2、對(duì)CO2吸附性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)穿透時(shí)間與吸附量隨著原料氣流速以及吸附溫度的升高而降低。Mg-MOF-74的吸附量隨著溫度的升高而下降，說明其對(duì)CO2的吸附屬于物理吸附，低溫有利于CO2的吸附。本文采用溶劑熱法合成M-MOF-74系列材料(M=Cu，Zn，Co，Mn，Mg，Cd等)，探究不同金屬離子合成的MOF-74材料對(duì)CO2吸附能力的差異。在該系列材料中，Cu-MOF-74的吸附效果最差;Mg-MOF-74的吸附效果最佳，吸附性能遠(yuǎn)

3、優(yōu)于其他材料。
　　對(duì)于溶劑熱合成法制備的Mg-MOF-74，采用不同濃度的氨水溶液對(duì)其進(jìn)行浸漬負(fù)載，探究不同濃度的浸漬氨水對(duì)改性后材料的CO2吸附性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明氨水負(fù)載能夠有效降低CO2濃度對(duì)材料吸附性能的影響，雖然氨負(fù)載導(dǎo)致材料比表面積減小，但是卻提高了材料的單位表面積吸附量。氨負(fù)載有利于材料對(duì)低濃度CO2的吸附。在改性材料中，0.2mol/L氨水浸漬負(fù)載后的材料的吸附性能要優(yōu)于原材料，其吸附量為200.5mg/g，

4、與未浸漬原材料相比，吸附量提高5.6％。
　　本文在常溫常壓下通過多組份的自組裝合成出兩種在一維孔道內(nèi)含有-OH官能團(tuán)的MOF-74衍生物，分別命名為Zn(OCA-OH)2(4，4'-bipy)0.5與Zn(MCA-OH)2(4，4'-bipy)0.5。衍生物的結(jié)構(gòu)以及孔道尺寸與MOF-74一致。探究?jī)煞N衍生物以及Zn-MOF-74對(duì)CO2吸附能力的差異。結(jié)果表明，Zn(OCA-OH)2(4，4'-bipy)0.5與Zn(MCA-