【摘 要】
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金属有机骨架材料(MOFs)因其特殊的微观结构与优异的性能,在气体吸附与分离方面的应用极其广泛。Cu-BTC是MOFs材料中性能较佳的一种,在化学稳定性、成膜性等方面性能优异,同时MOFs材料是一种典型的催化剂材料,有着优良的吸附性能和多样化结构的特点,广泛的应用于气体和液体吸附、选择性催化等领域,但也存在骨架不稳定、孔径小、结构易坍塌等不足之处,从而限制了它的应用。本文研究了以石墨烯泡沫(GF)
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金属有机骨架材料(MOFs)因其特殊的微观结构与优异的性能,在气体吸附与分离方面的应用极其广泛。Cu-BTC是MOFs材料中性能较佳的一种,在化学稳定性、成膜性等方面性能优异,同时MOFs材料是一种典型的催化剂材料,有着优良的吸附性能和多样化结构的特点,广泛的应用于气体和液体吸附、选择性催化等领域,但也存在骨架不稳定、孔径小、结构易坍塌等不足之处,从而限制了它的应用。本文研究了以石墨烯泡沫(GF)和活性炭等多孔碳材料作为MOF-多孔碳复合材料的基体相、兼具热稳定性与吸附性的MOF-多孔碳复合材料。本文采用活化多孔碳、三水硝酸铜和均苯三甲酸(BTC)作为前驱体原位合成Cu-MOF(Cu-BTC),真空高压溶剂热法,制备出了MOF-多孔碳复合材料。采用SEM、XRD、孔隙率分析、热重分析(TG)等表征测试方法,分析了CuBTC-多孔碳的孔隙率、孔径分布、微观形貌,并对制品进行物相分析和吸附性能测试,研究了酸化方法、酸化浓度、反应温度、添加剂等影响因素对MOF-多孔碳复合材料合成的影响。结果表明,酸化条件为60%浓度、酸化时间12h,制备出了表面包覆均匀、表征良好的MOF-多孔碳复合材料,添加剂甲酸钠可以调控其中MOF颗粒的形貌和尺寸。利用原位合成方法在多孔碳上成功负载了Cu-BTC晶体,所合成复合产物孔隙率高,MOF晶粒具有良好的晶体结构。在污水处理及甲烷吸附等方面具有良好的应用前景。
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