新型羧酸配體和金屬有機(jī)配合物合成、表征及吸附性能研究.pdf

1、金屬有機(jī)配合物對(duì)氣體的吸附以物理吸附為主,吸附焓較小,因而材料的吸附性能只在低溫條件下表現(xiàn)優(yōu)異。為了解決金屬有機(jī)配合物材料達(dá)到較高吸附性能需要低溫條件的缺點(diǎn),避免在車輛等移動(dòng)設(shè)備上應(yīng)用時(shí)添加低溫輔助設(shè)備,必須采取措施改善材料在常溫下的儲(chǔ)氫性能。通過設(shè)計(jì)用于合成金屬有機(jī)配合物的羧酸配體的結(jié)構(gòu),可以設(shè)計(jì)金屬有機(jī)配合物的晶體結(jié)構(gòu),使得金屬有機(jī)配合物材料的孔徑分布及對(duì)氣體的吸附焓等特征參數(shù)可以根據(jù)需要合理設(shè)計(jì),從而獲得具有優(yōu)良性能的多孔材料,改

2、善材料的吸附性能。通過高錳酸鉀氧化3,5-二甲基苯硼酸,得到3,5-二羧基苯硼酸,然后3,5-二羧基苯硼酸通過酯化反應(yīng)合成了3,5-二甲酸乙酯苯硼酸。以3,5-二甲酸乙酯苯硼酸和1,3,5-三溴苯為原料,四(三苯基磷)鈀為催化劑,無水磷酸鉀為堿,通過Suzuki偶聯(lián)反應(yīng),合成了未經(jīng)報(bào)道的芳香族多羧酸配體1,3,5-三(3′,5′-二甲酸苯基)苯。通過對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行紅外光譜和核磁共振氫譜表征,確認(rèn)了產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu),證明了合成路線的可行性。在合

3、成新型多羧酸配體的基礎(chǔ)上,以1,3,5-三(3′,5′-二甲酸苯基)苯和三水硝酸銅為原料,DMSO、DMF和水作溶劑,通過溶劑惹合成反應(yīng)合成了新型金屬有機(jī)配合物,并對(duì)新型金屬有機(jī)配合物的熱穩(wěn)定性、晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度,及比表面積進(jìn)行了熱重分析、紅外分析、XRD分析和BET表征。儲(chǔ)氫材料性能主要用壓力-吸附量-溫度曲線以及吸附量-時(shí)間曲線來表征,因此測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)對(duì)儲(chǔ)氫材料的研究開發(fā)具有重要意義。通過總結(jié)文獻(xiàn)中吸附性能測(cè)試裝置的類型及特點(diǎn),采

4、用體積壓差法原理搭建了吸附性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái),該平臺(tái)由體積相同的兩個(gè)對(duì)稱系統(tǒng)組成,通過測(cè)量?jī)刹糠值膲毫Σ顏泶鏈y(cè)量每一部分的絕對(duì)壓力,計(jì)算材料的吸附量。差壓法測(cè)試裝置測(cè)試儀表精度較絕對(duì)壓力測(cè)試方法測(cè)量精度有較大提高。同時(shí)由于兩對(duì)稱系統(tǒng)受環(huán)境溫度影響完全相同,所以環(huán)境溫度波動(dòng)對(duì)所測(cè)用于吸附量計(jì)算的壓力差數(shù)值的影響相互抵消,排除了溫度波動(dòng)對(duì)絕對(duì)壓力測(cè)量的影響,提高了測(cè)試精度。利用本測(cè)試裝置對(duì)材料的吸附性能進(jìn)行了吸附實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了該測(cè)試裝置的