不同配体合成的锆基MOFs吸附VOCs的试验研究

以对苯二甲酸作为基础配体,采用功能化官能团配体2-氨基对苯二甲酸、1,4-萘二甲酸以及长链配体联苯二甲酸,水热合成UIO-66、UIO-66-NH 2、UIO-66-NDC和UIO-67等含有不同配体的锆基MOFs吸附材料。利用XRD、FTIR、BET表征分析了这4种材料,分别考察了其对甲苯和乙酸乙酯的动态吸附容量。结果表明:具有4种不同配体的MOFs均合成成功;在相对湿度为80%时,UIO-66表现出最高的吸附容量,甲苯吸附量高达139.4 mg/g,乙酸乙酯吸附量为60.8 mg/g;UIO-66具有最佳吸附性能归因于其以微孔为主的孔径结构,BET结果显示其微孔分布在0.5~1 nm之间,有利于小分子VOCs的吸附,展示出良好的应用潜力。

粉煤灰基Y沸石合成及其对甲苯吸附研究

粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物.本研究以粉煤灰为原料,经碱熔处理后,水热合成Y沸石,并用于甲苯吸附研究.实验探究了硅铝比、水热结晶温度、结晶时间等因素对Y沸石合成的影响.XRD和FTIR结果表明,在硅铝比为4、水热结晶温度为80℃、结晶时间为12 h的条件下,能成功合成单一相Y沸石.氮气吸脱附结果表明Y沸石具有高比表面积和丰富微孔结构,其对甲苯的吸附容量可达199.5 mg·g^(-1),Thomas模型能很好地预测吸附甲苯行为.通过吸附动力学与原位红外揭示了Y沸石吸附甲苯属于物理吸附.循环吸脱附5次后其甲苯吸附容量仍在90%左右.本研究表明以粉煤灰为原料合成的Y沸石具有环境经济性,并对甲苯吸附展示出良好的应用潜力.

疏水改性ZSM-5的优化制备及其在高湿度下的VOCs吸附性能研究

针对分子筛在高湿度条件下VOCs吸附容量急剧下降的问题,通过优化液相沉积法合成了疏水改性的ZSM-5分子筛.实验选用更加经济环保的乙醇替代甲苯作为改性溶剂,并对两种溶剂的改性效果进行比较,优选出最佳改性条件制备疏水改性ZSM-5,考察了该吸附剂对模拟高湿度有机废气的吸附性能,并采用了SEM、XRD、FTIR、氮气吸脱附、水接触角等方法进行表征.结果表明,作为分散剂,相较于甲苯,无水乙醇更能显著提高分子筛疏水性.在最佳改性条件下,无水乙醇改性的ZSM-5-E_(0)在90%相对湿度下对甲苯的饱和吸附量可达81.9 mg·g^(-1),远高于原样,是甲苯改性的ZSM-5-T_(0)的3倍,循环吸脱附4次后的吸附容量仍在90%以上,对甲苯的吸附符合Langmuir等温吸附模型.实验证明,无水乙醇改性的ZSM-5-E_(0)有优异的VOCs吸脱附性能,具有应用前景.