金屬有機(jī)框架化合物(MOFs)常溫脫硫性能研究.pdf

1、硫化物（硫化氫、硫醇、硫醚、噻吩等）廣泛存在于天然氣、煤制氣等工業(yè)氣源中，不僅會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的大氣污染、輸氣管道及生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕，還會(huì)造成下游催化劑中毒而失活。近年來(lái)，各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)日益重視，且出臺(tái)了更為嚴(yán)格的法律法規(guī)，深度脫硫因此成為各國(guó)學(xué)者廣泛關(guān)注的研究領(lǐng)域?，F(xiàn)有工業(yè)脫除硫化氫技術(shù)存在硫容低、精度低以及利用率低的缺點(diǎn)。對(duì)脫除難度較大的硫醇、硫醚、噻吩等有機(jī)硫化物，工業(yè)上一般采用傳統(tǒng)的加氫技術(shù)，但是該方法需要高溫高壓的苛刻條件，而且會(huì)消耗

2、大量的氫氣。因此，溫和條件下硫化物脫除技術(shù)是該領(lǐng)域追求的目標(biāo)。吸附脫硫被認(rèn)為是最具前途的常溫精脫硫新技術(shù)。其目前運(yùn)用的材料大多為多孔性材料，如活性碳、分子篩等。金屬有機(jī)框架化合物是一種由金屬中心與多齒型有機(jī)配體以配位鍵連接自組裝形成的具有多孔結(jié)構(gòu)的配位聚合有機(jī)框架化合物。MOFs具有大的比表面積和孔隙率，而且具有孔道可調(diào)結(jié)構(gòu)多樣性的特點(diǎn)，易于進(jìn)行設(shè)計(jì)組裝和結(jié)構(gòu)調(diào)控。新型多孔材料有機(jī)金屬框架化合物(MOFs)以其超高比表面積，孔隙率以及孔

3、道可調(diào)節(jié)性，在氣體存儲(chǔ)、凈化方面的應(yīng)用已得到廣泛研究，在脫硫領(lǐng)域也嶄露頭角，并有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?br>　　本文選取兩種具有開放金屬活性位的MOFs（MOF-199和MOF-74）用于溫和條件下硫化氫、甲硫醚及乙硫醇的脫除。采用水熱法合成MOF-199和MOF-74。對(duì)脫硫前后的MOFs進(jìn)行了傅里葉紅外(FTIR)，X-射線衍射(XRD)，熱重(TG)和X-射線光電子能譜(XPS)等表征技術(shù)。采用固定床流動(dòng)法對(duì)其吸附性能進(jìn)行了研究。研

4、究結(jié)果表明，MOF-199對(duì)硫化物具有很好的脫除性能，金屬活性位起到了重要作用。吸附硫化氫與乙硫醇以后有硫化銅生成和羧基的釋放，且結(jié)構(gòu)坍塌。MOF-199吸附甲硫醚的硫容高達(dá)8.48％，且再生三次后的硫容為原始的95％。MOF-74脫除硫化氫以后有硫化鋅生成和羥基基的釋放，且結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重破壞。MOF-74中的金屬中心與甲硫醚和乙硫醇均發(fā)生了配位作用，吸附乙硫醇后的樣品很難再生，吸附甲硫醚的樣品有良好的再生性能?；趯?duì)本課題的研究，硫化物