金屬有機(jī)框架化合物與氧化石墨烯復(fù)合材料的氣體吸附性能研究.pdf

1、密級(jí)桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文題目金屬有機(jī)框架化合物與氧化石墨烯復(fù)合材料的氣體吸附性能研究（英文）（英文）ResearchonGasesStagePropertiesofMetalganicFramewks(MOFs)–GrapheneOxideCompositeMaterials研究生學(xué)號(hào):1310201014研究生姓名:楊天寶指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)指導(dǎo)教師姓名、職務(wù):孫立賢教授申請(qǐng)學(xué)位門類:工學(xué)碩士學(xué)科、?？?、專業(yè)名稱:材料科學(xué)與工程

2、提交論文日期:2016年4月10日論文答辯日期:2016年6月4日摘要I摘要本碩士論文圍繞金屬有機(jī)框架化合物（MOFs：MetalganicFramewks）和氧化石墨烯（GO：GrapheneOxide）所形成的新型復(fù)合材料研究工作展開，合成了一系列MOFGO復(fù)合材料，通過X射線衍射儀、透射電鏡、掃描電鏡、紅外光譜儀、熱重分析儀和物理吸附儀對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，研究了其在儲(chǔ)H2和CO2吸附方面的應(yīng)用。通過改進(jìn)的Hummers方法合成GO材

3、料，然后利用微波水熱法原位合成HKUST1GO復(fù)合材料，并系統(tǒng)地研究了GO復(fù)合對(duì)HKUST1結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果表明，HKUST1與GO復(fù)合后，其顆粒粒徑逐漸變小，最小平均尺寸只有2nm，而且這些細(xì)小顆粒規(guī)整的生長在GO表面。這一獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性讓該復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的H2儲(chǔ)存和CO2吸附性能。在77K和1bar下，H2儲(chǔ)存容量比純HKUST1增加了13%，而在1bar以及273K和298K下其CO2的吸附量分別提高了30%和60%。相比

4、微波合成的方法，傳統(tǒng)水熱法合成的材料具有規(guī)整的顆粒形貌。利用高溫高壓水熱法合成了HKUST1GO復(fù)合材料，同樣考察了GO添加量對(duì)HKUST1結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，同時(shí)GO片層結(jié)構(gòu)直接覆蓋在HKUST1表面，與核殼結(jié)構(gòu)十分類似。研究表明這種新穎的結(jié)構(gòu)能有效地提高材料的孔隙結(jié)構(gòu)，從而提高儲(chǔ)H2和CO2吸附性能。在77K和1bar下，H2儲(chǔ)存容量比純HKUST1增加了19%，而在1bar以及273K和298K下其CO2的吸附量分別提高了25%

5、和67%。首次利用傳統(tǒng)高溫高壓水熱法合成MIL125GO復(fù)合材料，研究了GO摻雜對(duì)其結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，復(fù)合材料呈現(xiàn)出圓餅狀，并且MIL125的外表面包覆有GO片層結(jié)構(gòu)。這種特性不僅能提高材料的的比表面積，而且能增加材料的穩(wěn)定性，從而提高材料的吸附性能。在77K和1bar下，H2儲(chǔ)存容量比純HKUST1增加了39%，而在1bar以及273K和298K下其CO2的吸附量分別提高了32%和26%。根據(jù)本論文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和已有的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，