金屬有機骨架(MIL-53)-4A沸石復(fù)合材料的制備及其吸附性能的研究.pdf

1、沸石作為無機多孔材料，其吸附性能高、穩(wěn)定性和化學(xué)可修飾性好，因此應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，可用于氣體吸附、催化劑及環(huán)保等多方面，是一種非常重要的材料。A型沸石因為其具有簡單的凝膠組成，整齊的拓撲結(jié)構(gòu)，極快的晶化速度，現(xiàn)已成為一種研究過程中的常用沸石。而4A沸石是最具代表性的A型沸石，其孔腔大小約為0.4nm，是一種不溶性的鋁硅酸鈉結(jié)構(gòu)。
　　金屬有機骨架材料(Metal-Organic Frameworks)，簡稱MOFs，是一種多孔材料

2、，通過有機配體與金屬離子或者金屬團簇以自組裝的方式形成一維到三維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并成為近20年來的研究熱點。金屬有機骨架材料的比表面積及孔體積比傳統(tǒng)的多孔材料沸石大，因此其作為吸附劑很有應(yīng)用潛力。MIL-53是一種典型的三維骨架結(jié)構(gòu)的MOFs材料，通過三價金屬鋁、鐵、鉻與對苯二甲酸的羧基自組裝而形成，是一種典型的MOFs材料。MIL-53會在吸附時自主調(diào)節(jié)孔道形狀和尺寸，在大孔和小孔之間轉(zhuǎn)變，正是因為這種特性，所以MIL-53對一些純組分具

3、有較強的吸附能力。
　　近年來，復(fù)合型多孔材料的制備是材料領(lǐng)域新的焦點問題，例如復(fù)合型分子篩材料，它是由兩種及兩種以上的分子篩共同結(jié)晶形成，比較典型的有β/Y型及A/X型復(fù)合沸石。除此之外，沸石材料也可以通過結(jié)合其他材料的優(yōu)點來進一步增加材料的吸附、分離等性能，如沸石材料結(jié)合有機高分子材料、活性炭材料及金屬納米顆粒材料，這些復(fù)合材料已成為人們的研究熱點。而沸石分子篩與金屬有機骨架材料復(fù)合制備方面的研究甚少。4A沸石是一種低硅鋁比的

4、多孔材料，其中三價鋁可作為金屬位點與對苯二甲酸的羧基進行自組裝形成MIL-53的結(jié)構(gòu)，從而得到MIL-53/4A沸石的復(fù)合材料。復(fù)合多孔材料擁有多重結(jié)構(gòu)，具備疊加功能，能夠在吸附中發(fā)揮協(xié)同作用，因而能夠彌補單一孔結(jié)構(gòu)的不足。
　　本文通過最經(jīng)典的水熱合成法制備了4A沸石分子篩，在沸石分子篩上制備了金屬有機骨架(MIL-53)/4A沸石復(fù)合材料，并對原材料比例、晶化時間、晶化溫度對其結(jié)構(gòu)的影響進行了研究，獲得了最佳的工藝條件，即4A