多孔金属有机骨架吸附材料的制备及应用研究

多孔金属有机骨架吸附材料因其具有表面积大、孔径大小分布均匀、孔隙率高等特点引起了人们的广泛关注。本文主要总结了多孔金属有机骨架吸附材料的合成方法、骨架结构设计的影响因素,综述了多孔金属有机骨架吸附材料在催化、气体的储存和分离方面的应用,并对今后的发展进行了展望。

ZIF-68金属有机多孔骨架材料的催化性能

以咪唑类金属有机多孔骨架材料ZIF-68为载体,采用浸渍法制备了Pd/ZIF-68负载型催化剂。采用XRD、N2吸附-脱附等方法对Pd/ZIF-68进行了表征,并考察了Pd/ZIF-68在苯乙烯选择加氢反应中的催化性能及抗氮、抗硫性能。结果表明,Pd/ZIF-68可有效地催化苯乙烯选择加氢反应,并呈现出良好的抗氮性能。Pd/ZIF-68的催化活性与反应时间、反应温度、反应压力及Pd的负载量等有着密切关系。

具有裸露金属中心的多孔金属-有机骨架储氢材料

作为绿色能源,氢能受到了广泛关注,而先进的储氢方法则是实现氢能规模应用的关键之一。介绍了多孔金属-有机骨架(MOFs)储氢材料的研究现状、存在的问题、引入裸露金属中心的方法、裸露金属中心元素类型及配位环境对储氢性能的影响。

新型金属有机气凝胶的合成、表征及气体吸附性能

利用高稳定性的UiO-66系列金属有机骨架多孔材料制备金属有机气凝胶材料,制得的UiO-66系列金属有机气凝胶材料具有多级孔结构和较高的比表面积,在气体吸附分离领域具有较大应用潜力.气体吸附实验结果表明,UiO-66-NH2金属有机气凝胶材料具有极佳的CO2吸附性能和CO2/CH4分离性能,通过理想吸附溶液理论计算得出其吸附选择性高达18.3.

Ni(Ⅱ)掺杂分层多孔Cu-BTC高效去除水体中的四环素

制备了Ni(Ⅱ)掺杂的分级多孔金属有机骨架材料(HP-Ni-Cu-BTC,H_(3)BTC=均苯三甲酸),并将其作为吸附剂去除四环素(TC)。研究表明,Ni的掺杂和分级多孔结构显著提高了TC的吸附容量,是微孔Cu-BTC的3.28倍。吸附动力学和吸附等温线结果证明,化学吸附在吸附反应中占主导地位,TC在HP-Ni-Cu-BTC上的吸附是通过在非均质吸附剂表面的多层吸附进行的。此外,在循环实验中,重复使用4次后,HP-Ni-Cu-BTC仍然还有71.45%的吸附效率,说明其有良好的可重复使用性。

MIL-101(Cr)在不同水热晶化条件下的优化合成及其环己烷催化氧化性能研究

采用水热合成法,通过改变水热晶化条件,制备得到系列MIL-101(Cr)金属-有机骨架材料。XRD、SEM及N2吸附等现代表征结果表明,水热晶化时间和合成体系中反应物浓度会对所得MIL-101(Cr)的结晶度、晶体形貌及孔结构性能产生较大影响。当水热晶化温度为220℃时,最佳晶化时间为8 h,物料n(H2O)∶n(Cr)=370∶1。在此水热晶化条件下所合成的MIL-101(Cr)样品不仅具有更高的结晶度、更大的比表面积和孔体积,以及更为完整的晶体形貌,而且在H2O2氧化环己烷反应中显示出更高的催化活性。

MIL-101(Cr)在H_2O_2氧化环己烷反应中的催化性能

采用水热合成法制备了MIL-101(Cr)催化剂,考察了反应条件对其在H2O2氧化环己烷反应中催化性能的影响。利用XRD、FT-IR和UV-Vis等手段对MIL-101(Cr)反应前后结构的变化进行了表征。结果表明,MIL-101(Cr)在所选择的反应体系中存在Cr析出现象,其结构在以H2O2为氧化剂的反应体系中不稳定,经反应后形成了无定型物质,但催化活性不仅远高于新鲜MIL-101(Cr),而且还在重复利用中表现出良好的稳定性。