新型多孔材料的合成及其气体分离方面的应用

发布时间：2025-06-23 23:16

　　二氧化碳(Carbon dioxide,CO2)的增量排放造成大气中温室气体浓度升高,CO2的捕获和存储是解决该问题的主要方法。同时,二氧化碳与甲烷的分离也是天然气纯化的重要过程。传统的低温蒸馏分离技术中某些气体化学品具有较强的挥发性和高沸点,因此非常耗能。除了开发新技术之外,研制低成本高分离性能的新型材料对于二氧化碳捕获具有重要意义。乙炔(acetylene,C2H2)作为一种使用广泛的化学原料和重要的气体燃料,在工业上主要通过CH4的部分燃烧或蒸汽裂化过程中产生的混合物分离得到。目前,C2H2是用有机溶剂纯化,这会产生大量的溶剂浪费和能源损耗,因此利用固体多孔材料吸附甲烷、乙炔,捕获和存储CO2成了一种新的解决方案。微孔有机聚合物(MOPs)和金属有机骨架(MOFs)具有晶体密度小,功能结构性强和比表面积大,孔道结构可调节等特点,在催化、光电、吸附等方面有广泛应用。本文合成了两种新型材料,针对它们在气体的选择性分离和吸附性质方面展开了研究讨论。以无水FeCl3为催化剂,单体3,5-二(9H-咔唑-9-基)苯胺(CB-NH2)通过氧化偶联反应合成了一种新型微孔有机聚合物(PCB-NH2...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 微孔有机聚合物(MOPs)的研究进展
        1.2.1 超交联聚合物
        1.2.2 共价有机框架
        1.2.3 共轭微孔聚合物
        1.2.4 自具微孔聚合物
    1.3 微孔有机聚合物(MOPs)的应用
        1.3.1 催化方面的应用
        1.3.2 气体的储存
        1.3.3 光电应用
    1.4 金属有机骨架(MOFs)的研究进展
        1.4.1 金属有机骨架材料的发展
    1.5 MOFs的合成方法
        1.5.1 常规溶液法
        1.5.2 水热或溶剂热法
        1.5.3 扩散法
    1.6 MOFs材料的应用
        1.6.1 选择性吸附和气体分离
        1.6.2 异相催化
        1.6.3 磁性方面的应用
        1.6.4 用作发光材料
    1.7 本文研究意义的和研究内容
        1.7.1 研究意义
        1.7.2 研究内容
第二章 实验内容
    2.1 引言
    2.2 实验
        2.2.1 实验药品
        2.2.2 实验仪器及其设备
        2.2.3 微孔聚合物样品的制备
        2.2.4 MOF样品的制备
    2.3 结构表征
        2.3.1 傅里叶红外表征及样品准备
        2.3.2 X射线衍射分析
        2.3.3 核磁共振谱测试及样品准备
第三章 带氨基微孔有机聚合物的气体吸附和选择性分离
    3.1 引言
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 结构表征
        3.2.2 气体的吸附和选择性分离
    3.3 本章小结
第四章 含羧酸配位聚合物的合成及其气体分离方面的应用
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 晶体结构
        4.2.2 晶体的表征
        4.2.3 气体的吸附和选择性分离
    4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：4052142