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本文用洗提色谱法将色谱柱置于液氮杯中(77K)展开了对氢同位素H2/D2分离的研究。本文取得了以下的研究进展:1.本文制备了三种新型复合材料MnCl2@8-Ni-MOF-74@NH2-γ-A1203、MnCl2@2-Ni/Co-MOF-74@γ-Al2O3 和 MnCl2@2-Co-MOF-74/Ni-MOF-74@y-A1203,采取红外光谱、粉末X-射线衍射谱、扫面电镜分析、EDS能谱分析、N2吸-脱附等温线法和热重-差热分析表征手段对所得复合物进行了表征。2.将所合成的三种复合材料MnCl2@8-Ni-MOF-74@NH2-γ-Al2O3、MnCl2@2-Ni/Co-MOF-74@y-Al2O3 和 MnCl2@2-Co-MOF-74/Ni-MOF-74@γ-A1203作为洗提色谱填料填装到长1.0m、内径为2.0mm的不锈钢色谱柱中,用于分离氢同位素H2/D2的分离和分析研究。固定以下实验条件:热导检测器(TCD)温度为100℃、柱温77K(将不锈钢色谱柱浸没在液氮杯内)、色谱仪的桥电流为150mA,氦气为载气。通过改变Ni-MOF-74,Ni/Co-MOF-74 和 Co-MOF-74/Ni-MOF-74 循环负载次数、MnCl2 负载量、载气流速、进样量这四个实验条件去考察这三种复合材料最佳的分离氢同位素 H2/D2 条件。研究表明,MnCl2@8-Ni-MOF-74@NH2-γ-Al203 色谱填料在分离氢同位素H2/D2时,最佳的实验条件为:Ni-MOF-74循环负载次数为8、MnCl2负载量为20wt%、载气流速为30mL/min、进样量为100μL。在此条件下,分离选择性最佳,分离度R为2.13,分离时间为4.04min。MnCl2@2-Ni/Co-MOF-74@y-Al2O3 和 MnCl2@2-Co-MOF-74/Ni-MOF-74@y-Al2O3色谱填料在分离氢同位素H2/D2时,最佳的实验条件为:Ni/Co-MOF-74 和 Co-MOF-74/Ni-MOF-74 循环负载次数为 2、MnCl2 负载量分别为25%和20%、载气流速为60mL/min、进样量为1O0μL。在此条件下,分离选择性最佳,分离度R分别为2.75和2.11,分离时间分别为3.95min 和 4.81min。用 MnCl2 修饰后的 MnCl2@8-Ni-MOF-74@NH2-γ-A1203复合材料作为色谱填料对氢同位素H2/D2进行分离,有效地解决了8-Ni-MOF-74@NH2-γ-Al203分离氢同位素H2/D2存在的色谱峰柱效较低、分离度较低和分离时间较长等问题。用MnnCl2修饰后的MnCl2@2-Ni/Co-MOF-74@y-Al2O3 和 MnCl2@2-Co-MOF-74/Ni-MOF-74@γ-Al203 复合材料作为色谱填料对氢同位素H2/D2进行分离,都有效地解决了 2-Ni/Co-MOF-74@y-Al2O3 和 2-Co-MOF-74/Ni-MOF-74@γ-Al203 色谱填料分离氢同位素H2/D2时出现的各组分色谱峰柱效低和色谱峰拖尾的问题,并且缩小了色谱图中H2/D2各组分的保留时间,提高了分离效率。3.定量分析了 MnCl2@8-Ni-MOF-74@NH2-γ-Al2O3、MnCl2@2-Ni/Co-MOF-74@y-A1203 和 MnCl2@2-Co-MOF-74/Ni-MOF-74@γ-Al203 色谱填料分离氢同位素H2/D2(体积比为1:1),结果表明,纯组分和混合组分的H2和D2的保留时间的相对标准偏差均小于1%,峰面积的相对标准偏差均不大于5%,混合组分的H2和D2的各自进样后的体积百分含量与进样前的体积百分含量的相对误差均不大于±0.10,因此使用本论文合成的色谱填料所填充的色谱柱重复性以及准确性良好,定量结果准确。