【摘 要】
：
以多孔材料为介质的甲烷吸附存储及碳氢化合物分离纯化技术近期受到各国科学家的极大关注。金属有机骨架材料（MOFs）作为一类新兴的多孔固体材料在该领域展示出潜在的应用前景,但是仍存在材料稳定性差、储存量和分离效率低的研究现状。本论文分别选用线性二羧酸和半刚性三羧酸配体,构筑了五例新型的Zr/Ce（Ⅳ）-MOFs,并较为系统地探究了其在甲烷储存及乙烯/丙烯（C2H4/C3H6）、乙烷/乙烯（C2H6/C
论文部分内容阅读
以多孔材料为介质的甲烷吸附存储及碳氢化合物分离纯化技术近期受到各国科学家的极大关注。金属有机骨架材料（MOFs）作为一类新兴的多孔固体材料在该领域展示出潜在的应用前景,但是仍存在材料稳定性差、储存量和分离效率低的研究现状。本论文分别选用线性二羧酸和半刚性三羧酸配体,构筑了五例新型的Zr/Ce（Ⅳ）-MOFs,并较为系统地探究了其在甲烷储存及乙烯/丙烯（C2H4/C3H6）、乙烷/乙烯（C2H6/C2H4）、乙炔/乙烯（C2H2/C2H4）和乙炔/二氧化碳（C2H2/CO2）分离方面的性质。1.基于半刚性三酸配体的两例Zr（Ⅳ）-MOFs的合成、结构、甲烷存储和C3H6/C2H4分离性质研究我们选用半刚性2,4,6-三[（对羧基苯基）氨基]-1,3,5-三嗪配体（H3TATAB）与ZrCl4在醋酸和三氟乙酸双调节剂的诱导下控制合成了两例具有全新拓扑结构的Zr-MOFs,即srl-MOF和spe-MOF。两例结构在拓扑学上都可分别被认为是两种不同拓扑的合并,如基于3连接的srs与6连接的lcy的srl-MOF和基于3,6连接的spn与3,6,12连接的epw的spe-MOF。并通过单晶X射线衍射（SCXRD）、粉末X射线衍射（PXRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、热重分析（TG）和元素分析（EA）等手段对两者进行表征。然后,进一步对它们的多孔性进行测试,srl-MOF由于结构中狭小的窗口和通道尺寸阻碍了气体分子的进入,从而使得其孔道不能被有效利用,这也阻碍了其后续用于主客体化学方面的研究。相反,spe-MOF具有了更高的结构复杂性、分级的微孔、孔表面丰富的电负性基团和无开放金属位点等特性,使其在不考虑配体缺失这一缺陷下实现了相对高的甲烷存储能力和对醇制烯烃（MTO）的轻烃产物（C3H6/C2H4）的有效分离能力。2.一例铈（Ⅳ）氧链基MOF的合成、结构、动态转变及其衍生物的C2H6/C2H4、C2H2/C2H4和C2H2/CO2分离性质研究利用偶氮苯-4,4-二羧酸线性配体（H2L1）与（NH4）2Ce（NO3）6在溶剂热反应条件下合成了具有三角形一维通道的阳离子型Ce（Ⅳ）-MOF-0。该结构在溶剂丙酮交换和60℃真空加热处理下分别发生了两种单晶到单晶的相转化,形成了两个新的化合物,即Ce（Ⅳ）-MOF-1和Ce（Ⅳ）-MOF-2。三个结构分别通过SCXRD、PXRD、FTIR、TG和EA等手段进行了基本的结构表征。低压吸附和分离实验表明,Ce（Ⅳ）-MOF-1和Ce（Ⅳ）-MOF-2均为稳定微孔材料。由于两者孔体积、三角形孔径大小和孔道微环境的差异,Ce（Ⅳ）-MOF-1表现出选择性吸附C2H6的能力,可以实现C2H6/C2H4混合气体的一步纯化分离;Ce（Ⅳ）-MOF-2表现出选择性吸附C2H2的能力,因而可以分别实现C2H2/C2H4和C2H2/CO2混合气体的有效分离。这些分离结果不但得到了理想吸附溶液理论（IAST）的支持,而且也进一步通过穿透实验得到了验证。
其他文献
近年来,随着人们对电子器件存储密度和计算速度方面需求的不断提升,在纳米尺度器件上探究由激光诱导的超快自旋动力学引起了科研工作者极大的研究兴趣。过渡金属原子（transition mental atoms,TM atoms）吸附于多环芳香烃分子（polycyclic-aromatic-hydrocarbon molecules,PAH molecules）所构成的磁性复合物由于其结构和磁性的多样性在
合作在人类社会和生物界中扮演着重要角色。作为一种利它行为,合作要求采取合作策略的个体付出一定的成本而让它的潜在对手获得较高的收益,这必然会使它自身的生存优势降低。然而根据达尔文的进化论,理性个体总是希望将自身收益最大化,以获得更强的适应环境的能力而避免被淘汰的命运。既然如此,合作行为为何还能普遍存在于自然界中?合作在自私人群中涌现的机制是什么?合作行为的演化和发展引起了不同领域的专家学者的关注。在
针对甲烷干重整（Carbon Dioxide Reforming of Methane,CDR）Ni 基催化剂易积炭、烧结的难题,本论文从Ni-载体相互作用、Ni颗粒尺寸及其分布、钼掺杂等方面入手,制备了系列NiO-MgO固溶体催化剂,考察了其常压和加压CDR性能。在关联分析催化剂结构和CDR性能的基础上,明确了影响催化剂失活的关键因素,获得了高性能CDR催化剂。具体研究内容和主要结论如下:1.为
受自然界中荷叶等超疏水表面的启发,仿生超疏水表界面的开发与应用引起了研究人员的广泛关注。目前制备具有长期耐久性的超疏水涂层主要依赖于有毒的碳氟化合物。尽管纯天然的脂肪酸和生物蜡可以作为碳氟化合物的替代品来制备无毒的超疏水涂层,但是这些材料自身的疏水性能不稳定,并且与基材之间的粘附力较差,导致其机械稳定性和长期耐久性不理想。与此同时,现有的超疏水涂层难以在复杂的非平面基材上构筑。这两方面的不足很大程
手性是自然界的普遍现象,手性识别在生命活动中具有重要的意义。比色法快速简单,且无需大型仪器,在手性识别中备受青睐。不同形貌的纳米颗粒在光学性能、催化性能等方面均会表现出不同程度的差异。本论文合成了菱形十二面体纳米金和三角片纳米银,研究了这两种不同形貌纳米粒子的手性识别性能,进而建立了以这两种纳米粒子为比色探针的手性识别新方法。一、菱形十二面体纳米金手性识别性能研究菱形十二面体纳米金（AuRD）是一
“绿水青山就是金山银山”。生态文明建设关乎民族未来,关系人类福祉,生态安全是经济发展和社会进步的原生动力和持续保障。土地作为人类生产和生活的一种极其重要的物质承载体,只有当土地资源处于绿色健康的状态,才能保证人类的生存和发展,才能实现自然、经济和社会的协调发展,才能保障人与自然和谐共生。关中平原城市群是我国西部第二大城市群,具有引领西部地区经济腾飞的重要战略地位,2018年是关中平原城市群成立的开
全氟化合物（Perfluorinated compounds,PFCs）是一类高稳定性的人为有机氟化物,对动物和人体有一定的危害。此类物质在环境中分布广、含量低且环境样品本身的复杂性会对分析测定产生干扰,因此样品前处理成为分析此类物质的必要手段。在前处理技术中吸附材料的选择是关键。因此,开发一类易于从复杂体系中选择性富集的材料,建立对环境样品中痕量PFCs的检测方法极为重要。本文建立了一种快速制备
磺酰胺类化合物因为丰富的生物活性、独特的反应活性和潜在的药用价值,在药物化学与合成化学领域具有重要的应用价值。开发绿色、高效的合成方法,是化学研究中广泛关注的热点领域。相比于传统过渡金属催化的偶联反应,光与镍协同催化的策略,由于绿色、高效的特点,逐步受到广泛的关注,从而为解决金属镍催化还原消除过程中能垒限制的难题,提供了新的研究思路。本文第一章主要介绍了磺酰胺类化合物的重要应用价值和已有合成方法。
钙钛矿太阳电池（PSCs）因其优异的光电特性（较宽波段的光吸收范围,长的载流子扩散距离,低的缺陷态密度等）、以及可溶液法低成本制备等优点受到国内外科学家的青睐。PSCs发展历经数十年,光电转换效率突飞猛进,目前国际认证效率已经达到了 25.5%,和单晶硅电池相匹敌,成为最具产业化潜力的新型光伏电池。但是,在PSCs商业化之前,必须解决由一些关键因素引起的稳定性问题,这些主要因素包括:大量缺陷、离子
有机-无机杂化钙钛矿材料（ABX3,A=MA（CH3NH3+）、FA（CH（NH2）2+）、PEA（C6H5C2H4NH3+）、Cs;B=Pb、Bi;X=Br、I、Cl）因其具有较大的平均原子序数,较长的载流子寿命和较大的载流子迁移率等优点,同时具有优异的高能射线吸收系数和良好的载流子收集效率,是制作射线探测器的理想材料。然而,在电场作用下,钙钛矿材料中的卤素离子易迁移形成反向电场,降低了器件响应