新型MOF材料的合成及其在吸附脫硫中的應用.pdf

1、汽油中含有許多硫化合物，這些化合物經(jīng)過燃燒，會釋放出很多有毒物質，嚴重危害地球環(huán)境。因此，尋求一種有效的方式來減少汽油中的含硫量，成為當前人們亟需解決的一大難題。而吸附脫硫，由于其操作條件比較溫和，不需要H2和催化劑等，成為最有潛力的去除方法之一。這其中的一個關鍵，就是高效吸附劑的選擇，目前常用的吸附劑有活性炭、沸石等，但吸附能力尚不能滿足實際需要。近些年來，金屬-有機骨架材料(MOFs)逐漸成為材料、化學、化工領域的研究熱點之一，其具

2、有孔隙率和比表面積較大、且孔尺寸可調(diào)控性強等優(yōu)點，受到人們的廣泛關注，并將其應用于汽油脫硫方面，取得一定的效果，但是對于脫除噻吩類化合物方面，仍然存在著吸附量比較低、吸附效果不夠好的問題。
　　本工作面向吸附脫硫的實際應用，選用PCN-10作為母體材料，對其進行不同的改性，設計并合成了兩種新型MOF材料，并較為系統(tǒng)的研究了其對模型油的脫硫效果。通過選取BT、DBT和4，6-DMDBT三種硫化物，來研究PCN-10和改性材料對硫化物

3、的吸附效果，主要的研究內(nèi)容如下:
　　1、 MOFs的合成。實驗室已有的設備和條件合成了PCN-10，并對PCN-10進行了改性，成功得到兩種改性材料Zn@PCN-10和PTA@PCN-10。根據(jù)軟硬酸堿理論，通過用Zn2+對PCN-10進行改性，可以提高母體材料本身的軟酸性，而BT和DBT呈現(xiàn)軟堿性，兩者發(fā)生相互作用，從而增加對它們的吸附量。而根據(jù)酸堿相互作用，用磷鎢酸(PTA)對PCN-10進行改性，可以提高PCN-10的酸度

4、，從而提高對4，6-DMDBT的吸附。通過X射線衍射、紅外光譜衍射、TGA等手段，對合成的材料進行了結構表征。
　　2、研究了PCN-10對BT和4，6-DMDBT的吸附效果。研究結果表明，PCN-10對BT和4，6-DMDBT的吸附量分別達到61.64mgS·g-1MOF和34.81 mgS·g-1MOF，其效果高于很多MOF材料和分子篩，如MIL-53(Al)。
　　3、研究了不同Zn摻雜量的Zn@PCN-10、Zn/P

5、CN-10以及PTA@PCN-10對三種硫化物的去除效果。研究結果表明:Zn@PCN-10對DBT和BT均具有較好的吸附效果，吸附量分別達到84.65mgS·g-1MOF和68.44 mgS·g-1MOF，較改性前分別提高了11％和10％;而PTA@PCN-10對4，6-DMDBT的效果較好，吸附量為38.79mgS·g-1MOF，較改性前提高了約11.5％。
　　以上結果表明，MOFs骨架的中心金屬、酸性等對噻吩類化合物的去除有