金屬有機(jī)框架材料及多孔炭材料的氣體吸附分離性能研究.pdf

1、金屬有機(jī)框架材料和多孔炭材料由于組分與結(jié)構(gòu)可調(diào)，被證明是一類優(yōu)良的二氧化碳吸附材料。本論文通過改善制備條件，優(yōu)化材料氣體吸附分離性能。
　　我們采用溫和條件合成了兩種氨基修飾的金屬有機(jī)框架材料[Co(AIP)(BPY)0.5H2O]n·2nH2O(1)和[Ni(AIP)(BPY)0.5H2O]n·2nH2O(2)，并研究了這兩種材料的吸附分離性能。結(jié)果表明，材料1和材料2對(duì)CO2均有較高的吸附量、吸附熱，并且有很高的選擇吸附性。在

2、273 K和1 atm下，材料1二氧化碳的吸附量達(dá)到了63.60 cm3 g-1，氮?dú)?、甲烷的吸附量只?.38 cm3 g-1和17.33 cm3 g-1，CO2/N2，CO2/CH4的選擇性系數(shù)分別為117，20。相同條件下，材料2二氧化碳和氮?dú)獾奈搅糠謩e為67.24 cm3 g-1和2.45 cm3 g-1，CO2/N2的選擇性系數(shù)為280。研究了材料1對(duì)水的傳感性能，通過原位石英晶體微天平測(cè)試其對(duì)水有很好的響應(yīng)靈敏度和可逆性，

3、因而可用于環(huán)境中濕度的檢測(cè)。
　　此外，采用調(diào)制差式掃描量熱法獲得了這兩種材料的熱容，計(jì)算其相對(duì)于298.15 K的熵和焓等熱力學(xué)數(shù)據(jù)。
　　最后，采用氫氧化鉀做活化劑，聚吡咯納米粒子做炭前驅(qū)體，利用高溫化學(xué)活化法制備氮摻雜的炭材料。改變前驅(qū)體性能，使聚合物為直徑較小的納米粒子，通過增大前驅(qū)體比表面積及表面含氮密度，來增大多孔炭材料的比表面積和表面含氮密度，從而增加CO2吸附量。在273K和1 atm下，多孔炭材料對(duì)二氧化碳