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含硫化合物(SCCs)和含氮化合物(NCCs)是传统能源燃料油中的主要杂质,含有SCCs和NCCs的燃料油燃烧后,会释放大量的硫氧化合物(SOx)和氮氧化合物(NOX),产生大气污染、水污染和全球变暖等严重后果,因此脱出燃料油中的含硫化合物和含氮化合物具有重要意义。最近发展起来的吸附脱硫/氮技术(ADS/ADN)相较于传统的吸附脱硫/氮技术具有经济、简单、绿色等优点而被广泛关注。其中金属有机框架(MOFs)材料由于结构丰富易调节、比表面积高、孔径可调等一系列优点,近年来广泛应用于吸附脱硫脱氮研究。本文选用具有高比表面积和大孔径的MIL-101和MIL-101-NH2 MOFs材料作为ADS/ADN的基本材料。利用氨基的可修饰性和后合成修饰(PSM)技术,通过与1,3-丙烷磺酸内酯的开环酯交换,对MIL-101-NH2进行功能化修饰磺酸基(-SO3H),并利用-SO3H与Ag(Ⅰ)的强结合作用,对MOF进行修饰了 Ag(Ⅰ),成功制备了含有磺酸基官能团的MIL-101-NH-(CH2)3-SO3H(～51%的-NH2转化为-NH-(CH2)3-SO3H)以及含有磺酸银官能团的新型 MOF 材料:MIL-101-NH-(CH2)3-SO3Ag(～47%-S03H 转化为S03Ag)。具体研究如下:(1)通过水热法制得到MIL-101和MIL-101-NH2两种MOFs材料后,利用后修饰的方法得到含有磺酸基MOF MIL-101-NH-(CH2)3-SO3H并对其修饰银离子得到MIL-101-NH-(CH2)3-SO3Ag。新制备的两种MOF材料通过FT-IR、PXRD、SEM及能谱分析(EDS),证明了磺酸基和银离子成功的修饰,并且MOF的整体结构没有被破坏。(2)选取苯并噻吩(BT)和二苯并噻吩(DBT)作为代表性SCCs,选取吲哚(IND)和喹啉(QUI)最为代表性NCCs,详细对比研究了这些MOFs材料的ADS和ADN性能。本文中主要考察了时间、温度、初始SCCs/NCCs含量、油剂比等因素对这四种MOFs的ADS/ADN性能的影响。研究结果表明,这四种MOFs吸附剂MIL-101,MIL-101-NH2,MIL-101-NH-(CH2)3-SO3H 和 MIL-101-NH-(CH2)3-SO3Ag 在最佳反应条件下[反应时间,2h;反应温度,30℃;油剂比,m(oil)/m(adsorbent)= 400:l]。这些MOF材料的ADS/ADN能力大致如下:MIL-101<MIL-101-NH2<MIL-101-NH-(CH2)3-SO3H<MIL-101-NH-(CH2)3-SO3Ag,表明修饰-NH2、-SO3H和-S03Ag均有利于吸附性能的提高。其中,MIL-101-NH-(CH2)3-S03Ag对BT、DBT、IND和QUI在最佳条件下的吸附量分别为:113.51、152.67、356.52和344.72mg/g。此外本文还考察了四种MOFs材料的深度吸附脱硫脱氮性能,MIL-101-NH2-(CH2)3-SO3Ag能将35 ppms的BT和DBT 降低到 6.20 和 5.35 ppmws,将 35 ppmN 的 IND 和 QUII 降低到 1.91和3.20ppmWN。将等量的含硫化合物BT作为吸附选择性的竞争剂加入模拟油中,MIL-101-NH-(CH2)3-SO3H 和 MIL-101-NH-(CH2)3-SO3Ag 对含氮化合物IND的的吸附量分别是含硫化合物BT的7.82倍和8.68倍,说明修饰了-S03H和-S03Ag后的MOFs材料对含氮化合物的吸附具有优异的选择性。(3)通过吸附热力学和吸附动力学对吸附机理进行了进一步考察,结果进一步确认-S03H和-S03Ag的修饰极大提升了 ADS/ADN性能。另外,吸附热力学结果显示△G数值都是负值,说明吸附为自发过程。(4)最后我们通过研究了这四种MOFs材料的重复使用性能。通过简单的溶剂洗涤再生,MIL-101、MIL-101-NH2、MIL-101-NH-(CH2)3-S03H和MIL-101-NH-(CH2)3-SO3Ag在循环使用5次后仍可保留接近90%的ADS/ADN 性能。