【摘 要】
：
燃油的氧化脱硫（Oxidative desulfurization,ODS）具有反应条件温和、成本低以及易脱除芳香类含硫化合物等优点,被认为是最具前景的非加氢脱硫技术之一。其中,高效ODS催化剂的制备是该领域的一个研究热点。锆基金属有机骨架（Zr-MOFs）材料因具有丰富的金属锆位点和孔隙以及良好的结构稳定性等特点受到了研究者的广泛关注。然而,研究发现该类材料在ODS反应中因活性位点的匮乏导致其催
论文部分内容阅读
燃油的氧化脱硫（Oxidative desulfurization,ODS）具有反应条件温和、成本低以及易脱除芳香类含硫化合物等优点,被认为是最具前景的非加氢脱硫技术之一。其中,高效ODS催化剂的制备是该领域的一个研究热点。锆基金属有机骨架（Zr-MOFs）材料因具有丰富的金属锆位点和孔隙以及良好的结构稳定性等特点受到了研究者的广泛关注。然而,研究发现该类材料在ODS反应中因活性位点的匮乏导致其催化效率低。为此,如何在Zr-MOFs材料中构建催化ODS活性中心成为一项重要的研究课题。相关研究表明Zr-MOFs材料中的缺陷位点是催化ODS的活性中心。为此,本论文针对如何制备缺陷型Zr-MOFs材料开展了相关研究,主要内容如下:在无溶剂法合成缺陷型UiO-66（Zr）的基础上,通过在合成过程中添加无机盐如NaCl,可将缺陷型UiO-66（Zr）的晶化时间由12 h缩短至3 h。合成条件优化后制备的产品UiO-66（Zr）-NaCl结构中每个Zr6簇平均与3.77个有机配体对苯二甲酸（1,4-Ddicarboxybenzene,BDC）相连,其配体缺失率为37.2%。此外,该策略可适用于缺陷型UiO-66（Zr）的规模化合成以及硝基和氨基功能化UiO-66（Zr）的快速合成。催化结果表明,反应温度为333 K时,UiO-66（Zr）-NaCl可将模拟油中硫含量为1000 ppm的二苯并噻吩（Dibenzothiophene,DBT）完全催化氧化脱除,每克催化剂每小时催化DBT转化的物质的量为12.5 mmol。与UiO-66（Zr）相比,由于MOF-808（Zr）具有更高的比表面积、较大的孔径以及结构中的甲酸配体易于移除等特点,于是本论文进一步探索了缺陷型MOF-808（Zr）的制备。因MOF-808（Zr）结构中甲酸配体与金属锆中心的配位作用相对较弱,遂通过热乙醇处理将其结构中的部分甲酸配体移除,制备了缺陷型MOF-808（Zr）（MOF-808（Zr）-H）。相比于本体MOF-808（Zr）,MOF-808（Zr）-H结构中的甲酸配体缺少了84.3%。催化结果表明,反应温度为323 K时,每克催化剂每小时催化DBT转化的物质的量为18.7 mmol。MOF-808（Zr）-H的催化效率是相同反应条件下本体MOF-808（Zr）的5倍。根据强酸制弱酸的反应原理,通过盐酸后处理将MOF-808（Zr）结构中的部分均苯三甲酸（1,3,5-Benzenetricarboxylic acid,BTC）配体移除,制备了缺陷型的MOF-808（Zr）。后处理过程中探究了盐酸浓度和处理时间对所得材料结构和催化性能的影响。研究结果表明,处理条件优化后制备的材料（MOF-808（Zr）-0.4M-1h）结构中的每个Zr6簇平均与1.2个BTC相连,其缺陷位点的数量是本体MOF-808（Zr）的1.43倍。催化结果表明,反应温度为333 K时,每克催化剂每小时催化DBT转化的物质的量为78 mmol,与未经盐酸处理的MOF-808（Zr）相比,其催化效率提升了1.1倍。鉴于碳酸氢根与金属锆基化合物反应易生成可溶性锆盐,遂利用碳酸氢铵溶液对MOF-808（Zr）进行后处理,制备了缺陷型MOF-808（Zr）。经后处理过程中碳酸氢铵溶液浓度和处理时间的优化,制备了具有丰富缺陷位点的MOF-808（Zr）（MOF-808（Zr）-0.08-10）。研究结果表明,后处理过程在移除MOF-808（Zr）结构中甲酸和部分BTC配体的同时可导致Zr6簇中的部分Zr-O键断裂,使其结构中的缺陷位点数量进一步增加,所得材料结构中的缺陷位点数量是本体MOF-808（Zr）中缺陷位点数量的1.72倍。催化结果表明,反应温度为333 K时,每克催化剂每小时催化DBT转化的物质的量为124.8 mmol,其催化效率是本体MOF-808（Zr）的10.8倍。热过滤实验和循环能力测试结果揭示了MOF-808（Zr）-0.08-10是可循环使用的多相催化剂。
其他文献
细胞的区室化结构为细胞中各种化学反应提供了稳定的化学环境,近些年来,随着合成生物学的发展,多种微区室被构建并用于细胞结构和功能的模拟。其中,凝聚体作为一种无膜区室因其能够自发形成并对物质具有良好的捕集能力等特点,已经得到了研究者们的广泛研究。然而,真实细胞并不是单一区室,而是包含许多具有不同成分和理化性质的内在区室,结构更加复杂,并在许多细胞功能中发挥着重要作用,研究起来也更加困难。因此,构建多级
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种热塑性半结晶聚合物,因其具有优异的物理和化学性能（如高强度和高热稳定性）而被广泛应用于工业领域。尽管PET分子呈现对称的线性结构,由于分子链中存在刚性苯环结构,导致其结晶速率很低。这种缓慢的结晶速率严重限制了PET在工程塑料领域的应用。因此,提高结晶速率一直是PET应用于工程塑料的研究重点。本文主要开展PET成核体系构筑和性能研究,探究不同成核体系与聚酯基体之间
氢气（H2）是一种理想的能源载体。电解水制氢作为一种理想的绿色制氢技术越来越备受关注。然而电解水制氢受限于缓慢的电极动力学,导致电解水制氢的过电位过大。因此,需要将催化剂涂覆在电极表面加快电极反应动力学,从而降低电解水制氢所需的过电位。Mo S2因具有与Pt类似的氢吉布斯吸附自由能而被认为是Pt基催化剂的理想代替品。本论文主要通过活化Mo S2的（002）晶面（惰性基面）,即在Mo S2惰性基面构
锂金属因其极高的理论比容量(3860 m Ah g-1)和极低的电极电位（-3.04V vs.标准氢电极SHE）,被认为是最具前景的高比能电池负极材料之一。然而,实现锂金属负极的实际应用仍存在诸多挑战:锂的不均匀沉积和溶解导致锂枝晶生长和“死锂”的产生;锂负极与电解质之间剧烈的副反应导致活性锂和电解液的持续消耗;锂负极的体积膨胀造成电极粉化。这些问题导致锂金属电池循环稳定性差,循环寿命短,存在安全
MXene（Ti3C2Tx）薄膜是一种非常重要的2D MXene片层宏观组装体,具有超高的电导率、可调的层间空间及优异的力学性能,在能量存储、电磁屏蔽及致动器等领域展现出巨大的商业价值。然而,目前关于MXene薄膜的研究工作主要集中于如何实现层间调控和杂化增强,而忽视了它的本质优越属性以及合理开发利用。实际上,MXene薄膜层间水分子直接关乎MXene薄膜的物化性质。因而,本论文主要聚焦于探究MX
近年来,水体中的重金属污染日趋严重,六价铬含氧阴离子（Cr（Ⅵ））是一种不可降解的且具有一定毒性的重金属离子。吸附法是有效去除水中Cr（Ⅵ）的有效策略,具有成本低、操作简单、易于回收等特点而被广泛研究。具有较高的比表面积、优异的稳定性的聚合物复合电纺纤维是一种有效的吸附材料。本课题选用聚丙烯腈（PAN）电纺纤维作为基底,以亲水的聚多巴胺（PDA）和多孔的沸石型咪唑骨架-8（ZIF-8）与其复合,探
随着5G通讯、超高频雷达探测、精确制导等技术的发展,电磁波吸收材料在国防隐身、抗电磁干扰等领域面临着迫切需求。为满足严苛应用条件（如极端高温环境等）对吸波材料的要求,吸波材料除了具有“薄、轻、宽、强”的性能特点外,也应具有优异的耐高温性能。传统的磁性吸波材料受限于耐高温和耐腐蚀性差、密度大等缺点,难以长期服役于高温环境。针对此问题,本文以SiC材料体系为研究对象,从多孔材料微结构的设计与调控出发,
锂硫电池具有高的理论能量密度,是最有希望成为下一代储能系统的电池体系之一。然而,锂硫电池的实际应用还面临着许多问题,例如多硫化锂的穿梭行为及其缓慢的转化动力学。在正极中引入能够调控硫物种物理或化学行为的媒介材料是解决上述问题的有效途径。钼基材料在加氢脱硫和电化学氧还原等反应中都显示出高的催化活性,在提升锂硫电池正极反应动力学方面具有较大潜力。本论文设计并合成了不同钼基媒介材料,通过理论与实验结合的
太阳能光热蒸发海水淡化技术具有环保、节能和低成本等优势,成为海水淡化领域的研究热点。现有太阳能光热界面蒸发器存在蒸发速率较低和盐积累等弊端,难以满足实际应用需求。因而,本论文通过对光热界面蒸发器的结构设计、制备和改性一体化研究,获得兼具高效海水淡化和抗盐沉积能力的三维光热界面蒸发系统,为太阳能光热海水淡化技术的应用提供理论依据。基于几何光学理论、辐射能量传递理论和传热学理论,采用虚拟仿真方法设计三
炎症可以引发众多疾病,有效抑制炎症反应,是防病保健的重要途径。氧化应激是导致炎症的主要诱因,炎症反应的发生与发展受NF-κB信号通路所调控,因此,启动内源抗氧化反应、抑制NF-κB激活是机体主要的抗炎作用机制,可以有效预防疾病。大米蛋白富含蛋氨酸,是一种具有抗氧化、降低机体脂质水平等多种功能特性的植物性蛋白质。但是,迄今为止尚无法全面解析大米蛋白是否具有体内抗炎作用,特别是缺乏对大米蛋白如何启动内