宋明秋:金属有机骨架材料及其膜的制备与性能研究论文

宋明秋:金属有机骨架材料及其膜的制备与性能研究论文

本文主要研究内容

作者宋明秋(2019)在《金属有机骨架材料及其膜的制备与性能研究》一文中研究指出:金属有机骨架(Metal organic frameworks,MOFs)是一种由无机金属中心与有机配体连接而成的具有周期性网络结构的晶态多孔材料。MOFs作为一种新兴材料,在水处理、催化、电池、传感器、气体储存和分离等领域拥有广泛的应用前景。MOFs材料不仅具有高的比表面积和孔隙率,而且拥有可调节的结构和孔道尺寸、良好的热稳定性和化学稳定性,易实现功能化等优点。近年来在材料科学、化学、化工等领域引起了研究者的广泛关注。由于MOFs晶体的优点,MOFs膜也成为了一种有应用前景的材料,越来越受到世界各国研究人员的关注。MOFs膜在气体分离和液体分离方面表现出优异的性能,并且还可以应用于催化和感应器件等。本论文研究了金属有机骨架膜材料在油水分离领域的应用和一种动态金属有机骨架材料及其膜的制备。由于石油、钢铁、纺织等工业的含油废水排放,以及频繁的溢油事故,石油污染已成为全球重要的环境和经济问题,研究高效油水分离材料和技术具有重要的科学意义和应用价值。传统的油水分离方法(离心法、吸附法、浮选法等)能耗高、占地面积大、用时长、分离效率低。近年来,膜分离技术不断发展,是当前对含油污水进行处理的有效技术,其具有分离设备简单、能耗低的优点。因为ZIF-8晶体具有良好的化学稳定性和热稳定性、合成原料价格低廉、合成方法简单等优点,我们以不锈钢网为载体,在常温常压下成功地制备出ZIF-8油水分离膜。ZIF-8油水分离膜具有优异的水下超疏油性能,对各种油水混合物的分离效率可达到99.99%以上,同时具有较高的水通量10.2×104 L m-2h-1,以及耐压性。进一步研究发现,即使经过200°C的高温处理、以及在四氢呋喃(THF)、N,N’-二甲基甲酰胺((DMF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二氯甲烷(DCM)和正己烷多种有机溶剂中浸泡,该油水分离膜仍然表现出高效的油水分离性能,并且可以循环多次使用。基于简单的制备方法和便宜易得的原材料,ZIF-8油水分离膜很容易实现大面积制备。刚性金属有机骨架材料一直以来都是研究的热点,近年来,科学家对动态金属有机骨架材料的研究兴趣不断增加,在不同的外部环境刺激下可以改变其骨架结构和性质,例如温度、光、pH、磁场、客体分子等。我们研究了一种动态三维互穿结构的MOF—[Cu2(bdc)2(bpy)]n,该MOF的骨架结构具有可逆性,我们采用了一种简单省时的方法合成了该MOF晶体,并利用晶种辅助二次生长的方法在氧化铝基底上制备了[Cu2(bdc)2(bpy)]n膜,为制备动态可控分离膜奠定了基础。

Abstract

jin shu you ji gu jia (Metal organic frameworks,MOFs)shi yi chong you mo ji jin shu zhong xin yu you ji pei ti lian jie er cheng de ju you zhou ji xing wang lao jie gou de jing tai duo kong cai liao 。MOFszuo wei yi chong xin xing cai liao ,zai shui chu li 、cui hua 、dian chi 、chuan gan qi 、qi ti chu cun he fen li deng ling yu yong you an fan de ying yong qian jing 。MOFscai liao bu jin ju you gao de bi biao mian ji he kong xi lv ,er ju yong you ke diao jie de jie gou he kong dao che cun 、liang hao de re wen ding xing he hua xue wen ding xing ,yi shi xian gong neng hua deng you dian 。jin nian lai zai cai liao ke xue 、hua xue 、hua gong deng ling yu yin qi le yan jiu zhe de an fan guan zhu 。you yu MOFsjing ti de you dian ,MOFsmo ye cheng wei le yi chong you ying yong qian jing de cai liao ,yue lai yue shou dao shi jie ge guo yan jiu ren yuan de guan zhu 。MOFsmo zai qi ti fen li he ye ti fen li fang mian biao xian chu you yi de xing neng ,bing ju hai ke yi ying yong yu cui hua he gan ying qi jian deng 。ben lun wen yan jiu le jin shu you ji gu jia mo cai liao zai you shui fen li ling yu de ying yong he yi chong dong tai jin shu you ji gu jia cai liao ji ji mo de zhi bei 。you yu dan you 、gang tie 、fang zhi deng gong ye de han you fei shui pai fang ,yi ji pin fan de yi you shi gu ,dan you wu ran yi cheng wei quan qiu chong yao de huan jing he jing ji wen ti ,yan jiu gao xiao you shui fen li cai liao he ji shu ju you chong yao de ke xue yi yi he ying yong jia zhi 。chuan tong de you shui fen li fang fa (li xin fa 、xi fu fa 、fu shua fa deng )neng hao gao 、zhan de mian ji da 、yong shi chang 、fen li xiao lv di 。jin nian lai ,mo fen li ji shu bu duan fa zhan ,shi dang qian dui han you wu shui jin hang chu li de you xiao ji shu ,ji ju you fen li she bei jian chan 、neng hao di de you dian 。yin wei ZIF-8jing ti ju you liang hao de hua xue wen ding xing he re wen ding xing 、ge cheng yuan liao jia ge di lian 、ge cheng fang fa jian chan deng you dian ,wo men yi bu xiu gang wang wei zai ti ,zai chang wen chang ya xia cheng gong de zhi bei chu ZIF-8you shui fen li mo 。ZIF-8you shui fen li mo ju you you yi de shui xia chao shu you xing neng ,dui ge chong you shui hun ge wu de fen li xiao lv ke da dao 99.99%yi shang ,tong shi ju you jiao gao de shui tong liang 10.2×104 L m-2h-1,yi ji nai ya xing 。jin yi bu yan jiu fa xian ,ji shi jing guo 200°Cde gao wen chu li 、yi ji zai si qing fu nan (THF)、N,N’-er jia ji jia xian an ((DMF)、N-jia ji -2-bi ge wan tong (NMP)、er lv jia wan (DCM)he zheng ji wan duo chong you ji rong ji zhong jin pao ,gai you shui fen li mo reng ran biao xian chu gao xiao de you shui fen li xing neng ,bing ju ke yi xun huan duo ci shi yong 。ji yu jian chan de zhi bei fang fa he bian yi yi de de yuan cai liao ,ZIF-8you shui fen li mo hen rong yi shi xian da mian ji zhi bei 。gang xing jin shu you ji gu jia cai liao yi zhi yi lai dou shi yan jiu de re dian ,jin nian lai ,ke xue jia dui dong tai jin shu you ji gu jia cai liao de yan jiu xing qu bu duan zeng jia ,zai bu tong de wai bu huan jing ci ji xia ke yi gai bian ji gu jia jie gou he xing zhi ,li ru wen du 、guang 、pH、ci chang 、ke ti fen zi deng 。wo men yan jiu le yi chong dong tai san wei hu chuan jie gou de MOF—[Cu2(bdc)2(bpy)]n,gai MOFde gu jia jie gou ju you ke ni xing ,wo men cai yong le yi chong jian chan sheng shi de fang fa ge cheng le gai MOFjing ti ,bing li yong jing chong fu zhu er ci sheng chang de fang fa zai yang hua lv ji de shang zhi bei le [Cu2(bdc)2(bpy)]nmo ,wei zhi bei dong tai ke kong fen li mo dian ding le ji chu 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自吉林大学的宋明秋,发表于刊物吉林大学2019-06-25论文,是一篇关于金属有机骨架材料论文,分离膜论文,油水分离论文,动态骨架结构论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自吉林大学2019-06-25论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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