1、多参未交硕士专业学位论文金属有机骨架材料Z I F 一8 的制备及吸附性能研究S y n t h e s i sa n dA d s o 叩t i o nP r o p e r t i e so fM e t a l O 略a 1 1 i cF r 锄e w o r k sZ I F 8作者：李耀导师：陈云琳北京交通大学2 0 1 5 年6 月万方数据学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有
2、关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：导师签名：签字日期邢年伽占日签字嗍坳年歹月和万方数据学校代码：1 0 0 0 4北京交通大学硕士专业学位论文密级：公开金属有机骨架材料Z I F 一8 的制备及吸附性能研究S y n t h e s i sa n dA d s o 印t i o nP r o p e r r t i e so fM e t a l O 唱a n i cF r 锄e w o r k sZ I F 一8作者姓名：李耀导师姓名：陈云琳专业学位类别：工学学号：
3、1 3 1 2 5 9 8 8职称：教授学位级别：硕士北京交通大学2 0 1 5 年6 月万方数据致谢光阴似箭，岁月如梭，两年的研究生学习生活即将结束。两年来，经历过学习上的困惑与收获，经历过找工作时的喧嚣、坎坷、彷徨与喜悦，一路走来，起起落落，也算功德圆满，最重要的是在过程中学习了成长了。回首两年的研究生求学生涯，对那些引导我、帮助我、激励过我的人，我心中充满了感激。首先我要感谢的是我的导师陈云琳教授，从我研究方向的选择到最终论文的定稿，陈老师都倾注了大量心血。在攻读硕士研究生期间，陈云琳教授实事求是的治学态度，严谨务实的学术修养，以及大胆创新的科学思维给我带来极大地启发。无论在学习中，生活
4、中，还是在以后的工作中，我相信陈云琳老师这种学术上的求真态度都会令我大受裨益的。在此，我衷心的感谢陈云琳老师，感谢她为我开放的治学之门，感谢她的谆谆教导，感谢她的用心良苦!还要感谢张兴华老师，张兴华老师平日里的和蔼可亲，亦师亦友，感谢他在我实验上的指导和帮助，感谢他对我工作的关心。同时，感谢同一课题组里的师兄师姐们。王铭扬学姐、田凤鸣学姐、周林同学以及祖志楠学姐，很开心很幸运能跟你们在同一课题组学习，感谢你们在我学习上的帮助，感谢你们营造的好好学习开心生活的氛围，感谢你们的热情，感谢你们的学习态度，你们是我学习的榜样!最后，我要感谢我的家人，谢谢他们的理解与宽容，是他们养育了我，启蒙了我，是他
5、们给了我认知这个世界美好的机会，他们是我休息的港湾，坚强的后盾!万方数据北京交通大学硕士专业学位论文摘要摘要金属有机骨架材料(M e 切l O 唱a J l i cF r 跚e w o r k S，M O F s)是一种具有周期性骨架结构的新型多孔材料。M o F s 材料通过金属离子与多官能团有机配体配位而成，其具有大的比表面积、孔隙率、结构多样等特点，在气体吸附、储存以及催化等领域具有很好的发展前景。因此，M O F s 材料的合成及性能研究成为当前最具吸引力的课题之一。随着全球经济的发展，环境污染问题受到了广泛关注，尤以大气污染首当其冲。燃油燃烧后的S O 是大气污染的主要来源。因此，对
6、燃油进行深度脱硫是解决问题的关键。目前，加氢脱硫技术具有较为成熟的工艺操作而得到广泛的使用。但是，加氢法不能够深度脱除燃油中的噻吩硫化物，更为重要的是严苛的操作条件使得加氢脱硫技术具有很高的成本。因此，开发一种成本低、脱硫效果好的燃油处理技术成为国际关注的热点。Z I F 8(Z n(H m i m)2 H m i m=2 一甲基咪唑)是沸石咪唑酯骨架材料中的典型代表，其性能的研究对于其它沸石咪唑酯骨架材料的性能研究具有参考价值。本文分别以水、甲醇和D M F(N，N 二甲基甲酰胺)为溶剂合成了沸石咪唑酯骨架材料Z I F 8，并对所合成的材料进行了X 射线衍射()、N 2 吸附比表面积(B
7、E T)和扫描电镜(s E M)的表征分析。结果表明，三种不同的溶剂均可成功制备出z I F 8，但其晶粒大小和比表面积具有差异，其中以甲醇为溶剂合成的Z I F 8 具有最大的比表面积2 1 0 2 m。以噻吩的正辛烷溶液为模拟汽油，采用气相色谱固定床流化装置研究了z I F-8 作为吸附剂吸附汽油中噻吩的性能。研究表明，z I F 一8 能有效地吸附脱除模拟汽油中的噻吩，通过对所制备出的三种z I F 8 的吸附性能进行比较，发现以甲醇为溶剂合成出的z I F 8 材料吸附能力最强，其饱和吸附量为2 4m g，对应的吸附率达6 9 1 7。采用原位生长法以硅片为载体合成了Z I F 一8
8、薄膜，并对所制备的薄膜进行了x射线衍射(X R D)、原子力显微镜(A F M)、扫描电镜(s E M)的表征分析。结果表明，以硅片为载体能成功制备出Z I F 8 膜，膜体生长较均匀并具有不错的连续性。采用流量控制装置研究了z I F 8 膜对二氯甲烷气体的吸附性能，研究表明z I F 8 膜能有效吸附二氯甲烷。关键词：金属有机骨架材料；z I F 趣噻吩；吸附；Z I F 8 膜；二氯甲烷万方数据北京交通大学硕士专业学位论文A BS T R A C TA BS T R A C TM e t a l o 唱a n i c 仔锄e w o r km a t e r i a l s(M e“一0
9、 蜡a n l i cF r 锄e w o r k s，M O F s)，w 1 1 i c ha r es e l o a S s e m b l e db yt h eb o n d i n go fm e t a li o n sw i t hm u l t i f m l c t i o n a lo 赡a n i cl i g a n d s，a r ean e wt)r p eo fp o r o u sm a t e r i a lh a V i I l gap e r i o d i cs k e l e t a ls t r u c t u r e T h ep r o p
10、e r t i e so fl a 玛eS p e c i f i cs u l a c ea r e a，u l 仃a 1 1 i g hp o r o s i 劬s t m c t u r a ld i V e r s i t ya n do t l l e rc h a r a c t e r i s t i c sm a k e sM O F so fi n t e r e s tf o rp o t e n t i a la p p l i c a t i o ni nt 1 1 ef i e l do fg a Sa d s o 印t i o n，s t o r a g ea I
11、l dc a 组l y s i s T h u s，t h er e s e a r c ho nt 量1 es y n t h e s i sa n dp r o p e n i e so fM O F sm a t e r i a l sb e c o m eo n eo ft h em o s ta t t r a c t i V ec u n e n tt o p i c s W i t l l 廿l e9 1 0 b a le c o n o m i cd e V e l o p m e n t，t h ep r o b l e mo fe n V i r o n m e n t a
12、 lp o l l u t i o nh a Sb e e nw i d e s p r e a dc o n c e m，e S p e c i a l l ya i rp o l l u t i o ni st h ef i r s tt ob e a rt l l eb r u l l t S O x疔o m 如e lc o m b u s t i o ni st l l em a i ns o u r c eo fa i rp o l l u t i o n T h e r e f o r e，t h ef 沁ld e p t hd e s u l 觚z a t i o ni st h
13、 ek e yt os o l V i n g l ep r o b l e m C u r 陀n t l y，t h eh y d r o d e s u l 蜘z a t i o nt e c h n o l o g yw i t ham 姗dp r o c e s so p e r a t i o ni sw i d e l yu s e d H o、v e V e r，t h eh y d r o g e n a t i o nm e t h o d sa r ef a i l e do nt 1 1 er e m o V a lo ft h j o p h e n es u l f
14、i d e s 舶mm ef u e l，n l o r ei m p o n a n t l y，t h eh a 瞒ho p e r a t i n gc o n d i t i o n sf o rh y d r o d e s u l 如r i z a t i o nt e c h n o l o g yc o s tg r e a t l y T h e r e f o r e，t h ed e V e l o p m e n to f 妣王1 1 1 0 l o g yw i t h1 0 wc o s t，g o o dm e ld e s u l 6 l r iz a _ t
15、i o ne 仃-e c th a sb e c o m ei n t e m a t i o n a la t t e n t i o n Z I F-8(Z n(H m i I l l)2，H I l l i m=2 一m e t h y l i m i d a z o l e)a L sat)，p i c a lz e o l“ei m i d a z o l a t em a t e r i a l，i t sr e s e a r c hs t u d yo ft h ep e r f o m a I l c el l 船v a l 砒l b l er e f e r e n c e
16、f o ro m e rz e o l i t e si I n i d a Z o l a t em a t e r i a l s I nt h i sp 印e r，Z I F-8w a ss)r n t h e s i z e du s i n gt h r e ed i 虢r e n ts o l v e n t s，a q u e o u s，m e t h a n o la I l dD M F(N，N d i m e t h y l f o 加跚i d e)，a J l dt h es y n t h e s i z e dm a t e r i a lw a Sc h a r a c t e r i z e db yX r a yd i f h c t i o n(X R D)，N i t r o g e na d s o l l p t i o n d e s o r p t i o ni s o 也e ma n ds c a m l i n ge l e c t m nm i c m s c o p y(S E M)T h er e s u l t ss h o w
