大孔α-Al2O3載體管上類沸石咪唑骨架化合物ZIF-78膜的制備.pdf

1、專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文大孔0cA1203載體管上類沸石咪唑骨架化合物ZIF78膜的制備SynthesisofZeoliticImidazolateFramework78Membraneonthe0c—A1203TubeSupportwithBigHole學(xué)號(hào)：。31326034完成Et期：2Q!生魚旦大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文摘要膜分離作為一種新型分離技術(shù)，相比傳統(tǒng)

2、分離技術(shù)，有節(jié)約能耗、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。分離膜可以分為有機(jī)分離膜和無(wú)機(jī)分離膜，相對(duì)有機(jī)膜易溶脹、熱穩(wěn)定性差等不可避免的缺陷問(wèn)題，無(wú)機(jī)膜擁有化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定高，耐酸堿及有機(jī)溶劑，抗溶脹，機(jī)械強(qiáng)度大，孔徑為分子水平(08nm)且孔徑均一，具有不同的親水／疏水性等優(yōu)勢(shì)。隨著配位化學(xué)的快速發(fā)展，金屬有機(jī)框架化合物(MOFs)成為繼分子篩膜和炭膜之后的又一種新型微孔膜材料。類沸石咪唑骨架化合物(ZIFs)是MOFs中的一大分支，ZIFs既具有與沸

3、石分子篩相似的高穩(wěn)定性，又具有大的孔容積和高的比表面積，并且通過(guò)修飾或者改性咪唑配體，可調(diào)節(jié)ZIFs的孔徑和功能。本文以ZIF78為研究對(duì)象，采用傳統(tǒng)溶劑熱法及動(dòng)態(tài)晶化法、添加三乙胺法制備ZIF78晶體，探究不同制備工藝制備ZIF78膜，主要研究如下：(1)在反應(yīng)液中添加去質(zhì)子化劑三乙胺，合成出的ZIF78晶體結(jié)晶度高，晶型好，產(chǎn)率高達(dá)90％以上。當(dāng)Zn(Y03)26H20：2nlM：5nbIM：三乙胺：DMF=4：5：5：5：904時(shí)

4、，合成出的產(chǎn)物為24lxm傘狀六角棱柱形晶體。(2)金屬離子和有機(jī)配體的摩爾配比，反應(yīng)液的濃度，晶化溫度和晶化時(shí)間對(duì)ZIF78晶體會(huì)產(chǎn)生很大的影響。按照Z(yǔ)n(N03)26H20：2nlM：5nblM：三乙胺：DMF：4：5：5：5：904的摩爾配比配制反應(yīng)液晶化合成ZIF78，采用110℃旋轉(zhuǎn)晶化12h，140℃旋轉(zhuǎn)晶化3h的合成工藝得到的ZIF78晶體形貌最好。(3)粒度不同的aA1203粒子對(duì)大孔僅A1203都存在一定的修飾作用，6

5、00700nln的aA1203粒子對(duì)大孔載體修飾效果最好，能夠填平大孔載體表面的大孔缺陷，提供更多的異相成核點(diǎn)。(4)溫度對(duì)晶體生長(zhǎng)的影響顯著，低溫有利于誘導(dǎo)晶核的形成。100℃，24h是合成ZIF78膜的最佳工藝條件，合成出的ZIF78膜性能最好。(5)配制晶種液時(shí)，添加PEG有助于增強(qiáng)載體和晶種層之間的結(jié)合力，PEG的最佳添加量為4％時(shí)。(6)晶化時(shí)間對(duì)ZIF一78膜影響重大，晶化時(shí)間低于12h，會(huì)導(dǎo)致膜表面的晶體生長(zhǎng)不好，結(jié)晶度不