金属有机骨架材料合成及其吸附分离碳八芳烃性能的探索研究

摘要

采用混合溶剂热法,以对苯二甲酸和钛酸四异丙酯为原料制备了金属有机骨架材料(MIL-125),并对材料制备、纯化和活化的试验细节进行调整,研究了温度和时间、溶剂体积比例、原料摩尔浓度、洗涤次数、活化温度对合成材料性能的影响;利用XRD、SEM、BET和TG等手段对合成材料物化性能进行表征;利用智能重量分析仪(IGA)对合成材料进行碳八芳烃蒸气的吸附测试,并通过克劳修斯-克拉伯龙方程对吸附热进行计算;利用静态吸附平衡试验和脉冲试验装置对合成材料对碳八芳烃的吸附量及吸附选择性进行测定,并通过Materials Studio软件进行模拟计算.结果表明:制备的MIL-125材料具有较高的结晶度,晶粒尺寸约为1μm,比表面积和微孔容分别为1315m2/g和0.601mL/g,堆密度为0.45g/mL;骨架具有两种笼结构,其笼直径尺寸分别为0.6nm和1nm,骨架结构在300°C下保持稳定;对碳八芳烃具有较大的吸附量,在相同温度和压力下对对二甲苯的吸附量最大,计算及模拟结果也证明该材料对对二甲苯有优先选择性,但对二甲苯与乙苯的分离系数较低.