【摘 要】
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为解决传统活性炭吸附材料对于甲苯的吸附性能较低,本文选用新型多孔材料-金属有机骨架化合物,制备了不同金属基团的吸附材料:MIL-101,Ui O-66,ZIF-8。采用XRD、BET、SEM、FTIR等表征手段对吸附材料进行表征分析。研究了三种MOFs材料对于甲苯的吸附性能以及湿度、再生对于吸附性能的影响。主要内容如下:(1)XRD结果表明合成的三种MOFs材料与文献中报道一致,三种吸附材料的BE
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为解决传统活性炭吸附材料对于甲苯的吸附性能较低,本文选用新型多孔材料-金属有机骨架化合物,制备了不同金属基团的吸附材料:MIL-101,Ui O-66,ZIF-8。采用XRD、BET、SEM、FTIR等表征手段对吸附材料进行表征分析。研究了三种MOFs材料对于甲苯的吸附性能以及湿度、再生对于吸附性能的影响。主要内容如下:(1)XRD结果表明合成的三种MOFs材料与文献中报道一致,三种吸附材料的BET顺序为MIL-101(3711 m~2/g)>Ui O-66(1493 m~2/g)>ZIF-8(1273 m~2/g)。所制备材料中MIL-101的晶胞为八面体形状,尺寸范围为1.0-2.5um。Zi F-8而言,为光滑圆形结构,晶粒一般在0.2-0.4um之间。Ui O-66是具有立方体形框架纳米晶体结构,晶体尺寸约为0.3-0.6um之间。(2)对于甲苯的动态吸附过程中,MIL-101(157.5 mg/g)>Ui O-66(78.3 mg/g)>ZIF-8(56.4 mg/g)>Carbon(44.5 mg/g)。π-π键为吸附主要作用力,使用对苯二甲酸作为连接体可以增强对甲苯的吸附性能。(3)对于脱附性能,吸附容量越高,脱附量最高。MIL-101(102.4 mg/g)>Ui O-66(49.5 mg/g)>ZIF-8(40.6 mg/g)>活性炭(37.0 mg/g)。由于π键的存在,MIL-101与Ui O-66的脱附率较低为(63.2-65%)。活性炭主要依靠范德华力为主,吸附键能低,脱附率为83.1%。(4)湿度对于不同吸附材料具有显著的影响,湿度增加时,MIL-101材料出现孔道坍塌,吸附容量从132.1mg/g降低到20.1 mg/g。Ui O-66展现了良好的抗湿性能,增加湿度,吸附性能仅出现20%的性能衰减。(5)循环再生实验表明,经过四次循环再生实验Ui O-66饱和吸附量为47.6mg/g,每次循环使用后性能衰减为10%左右。
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