咪唑化合物輔助合成金屬有機骨架MIL-101及其CO2吸附性能研究.pdf

1、金屬-有機骨架類材料MIL-101是一種新型多孔材料，因其有序多孔性、高比表面積、功能可調(diào)性等優(yōu)異性能，在氣體吸附分離、氣體儲存、藥物運輸以及催化等領(lǐng)域都表現(xiàn)出巨大的應用前景。常用的MIL-101合成方法收率較低，合成溫度較高，為此本文研究了MIL-101合成過程的影響因素，通過添加咪唑衍生物改善MIL-101的合成過程，以期提高MIL-101樣品收率，降低合成溫度。對所得材料進行表征及吸附性能評價，取得如下結(jié)果和結(jié)論:
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2、)考察了金屬中心、陰離子、添加劑、晶種和活化方法對MIL-101合成過程的影響。結(jié)果顯示:SO42-導致八面體顆粒團聚成云朵狀，并在延長晶化時間后出現(xiàn)MIL-88晶相，F(xiàn)-和Cl-可提高樣品結(jié)晶度也是導致MIL-101晶相轉(zhuǎn)移為MIL-53晶相的關(guān)鍵因素;堿性添加劑因提高了對苯二甲酸在水溶液中的溶解度，從而提高樣品收率，采用大分子有機堿時樣品結(jié)晶度高，形貌規(guī)則，晶粒尺寸均勻，堿性添加劑還具有抑制相轉(zhuǎn)移的作用;添加品種因溶解成適合的結(jié)構(gòu)單

3、元作為晶體生長核心而增加晶體生長速度，可以提高樣品結(jié)晶度和樣品收率，樣品形貌為規(guī)則八面體，尺寸均勻;提高晶化溫度和延長晶化時間可以提高樣品收率。
　　(2)采用2-甲基咪唑、4-甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑輔助合成MIL-101，甲基咪唑類化合物具有一定的堿性，可通過增加對苯二甲酸的去質(zhì)子度來提高樣品收率?？疾炝司Щ瘻囟?、晶化時間、原料比例對合成樣品的影響。結(jié)果表明:采用2-甲基咪唑、4-甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑均可輔

4、助合成具有規(guī)則八面體形貌、尺寸均勻的MIL-101樣品，同時可降低合成溫度，提高樣品收率。甲基咪唑類化合物輔助合成的MIL-101樣品在1.0 MPa下對CO2的吸附容量可達313 mg/g，在N2中對CO2的吸附選擇性為7.56。
　　(3)4-硝基咪唑可輔助合成具有規(guī)則八面體形貌，晶粒尺寸均勻的MIL-101樣品，同時可將合成溫度降低為150℃，樣品收率提高到90％。動態(tài)水熱晶化法改善反應體系反應物濃度分布，縮短反應時間，提高