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本文以研究金属有机骨架材料(MOFs)与氧化石墨(GO)复合材料吸附回收油气为潜在的应用背景,针对如何进一步提高MOFs材料的导热系数及其对油气的吸附容量,研制新型高吸附容量高导热性能的MOF/GO复合吸附材料;此外针对部分MOFs材料的水稳定性差,骨架结构容易坍塌,材料使用寿命缩短等问题,研究快速高效修复坍塌MOFs材料的新技术。论文主要涉及新型纳米多孔复合材料的制备、表征以及吸附油气性能的研究,属化学工程和材料工程交叉的研究领域,具有重要科学研究价值和实际意义。本文较系统地研究了正己烷在MIL-101上的吸附相平衡和吸附动力学。采用重量法测定了正己烷在MIL-101上的吸附等温线和动力学曲线,并估算正己烷在MIL-101颗粒内的扩散系数、等量吸附热和吸附活化能。结果表明:MIL-101对正己烷吸附容量可达5.62 mmol/g,明显高于正己烷在其他传统吸附剂和一些MOFs材料上的吸附容量。正己烷等量吸附热随着吸附量的增加而增大,在40.93-42.28 k J/mol之间。正己烷在MIL-101晶体颗粒内的扩散系数在1.35-2.35×10-10 cm2/s之间。本文提出采用氧化石墨(GO)与MIL-101样品进行复合,制得新型MIL-101@GO复合材料。结果表明,MIL-101@GO复合材料的BET比表面积比MIL-101提高了21%,可达3502.2 m2/g,孔容高达1.75 cm3/g;其热扩散系数、比热容和导热系数均随着氧化石墨添加量的增加而增大。MIL-101@GO-5和MIL-101@GO-10复合材料的导热系数分别为0.369和0.463 W/m?K,是原始MIL-101材料导热系数的1.6-2倍左右,也明显高于文献报道的MOF-5和ZIF-8等。本文研究了MIL-101@GO复合材料对系列烷烃和芳烃类的吸附性能,探讨了油气中主要VOCs在MIL-101和MIL-101@GO上的吸附机理。在低压下,吸附量主要是由VOCs与MIL-101@GO复合材料之间的作用力强弱所决定,烷烃在MIL-101@GO上的吸附量是随着烷基链的增加而增加,芳烃在MIL-101@GO上吸附量的大小顺序为:乙苯>甲苯>苯。而在高压下,其吸附量变化趋势则与此相反,油气中主要VOCs组分在MIL-101@GO复合材料上的吸附量随它们分子的横截面积的增加而呈线性减小。总体上,MIL-101@GO对这些VOCs的吸附容量比MIL-101提高了13%-29%,明显高于其它传统吸附材料。本文提出采用一种新型的机械化学法快速高效地修复结构坍塌的HKUST-1,考察了溶剂添加量和球磨时间对HKUST-1修复材料的晶形、表面形貌和孔隙结构以及吸附性能的影响。研究结果表明,新鲜HKUST-1样品的BET比表面积可达1215.1 m2/g,而坍塌HKUST-1的BET比表面积急剧下降至66.2 m2/g。采用机械化学法仅需要30 min就可以成功修复坍塌的HKUST-1,修复后样品的BET比表面积为1150.8 m2/g,恢复到新鲜HKUST-1的95%,同时它的苯吸附容量恢复到新鲜HKUST-1的92%。与之相比,采用传统的液相浸泡方法修复所得样品的BET比表面积恢复率仅为51%和苯吸附容量恢复率仅为56%。这些都表明机械化学法是一种高效修复坍塌MOFs材料的新方法。