金屬有機(jī)骨架(MIL-53)-4A沸石復(fù)合材料的制備及其吸附性能的研究.pdf

1、沸石作為無(wú)機(jī)多孔材料，其吸附性能高、穩(wěn)定性和化學(xué)可修飾性好，因此應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，可用于氣體吸附、催化劑及環(huán)保等多方面，是一種非常重要的材料。A型沸石因?yàn)槠渚哂泻?jiǎn)單的凝膠組成，整齊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，極快的晶化速度，現(xiàn)已成為一種研究過(guò)程中的常用沸石。而4A沸石是最具代表性的A型沸石，其孔腔大小約為0.4nm，是一種不溶性的鋁硅酸鈉結(jié)構(gòu)。
　　金屬有機(jī)骨架材料(Metal-Organic Frameworks)，簡(jiǎn)稱MOFs，是一種多孔材料

2、，通過(guò)有機(jī)配體與金屬離子或者金屬團(tuán)簇以自組裝的方式形成一維到三維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并成為近20年來(lái)的研究熱點(diǎn)。金屬有機(jī)骨架材料的比表面積及孔體積比傳統(tǒng)的多孔材料沸石大，因此其作為吸附劑很有應(yīng)用潛力。MIL-53是一種典型的三維骨架結(jié)構(gòu)的MOFs材料，通過(guò)三價(jià)金屬鋁、鐵、鉻與對(duì)苯二甲酸的羧基自組裝而形成，是一種典型的MOFs材料。MIL-53會(huì)在吸附時(shí)自主調(diào)節(jié)孔道形狀和尺寸，在大孔和小孔之間轉(zhuǎn)變，正是因?yàn)檫@種特性，所以MIL-53對(duì)一些純組分具

3、有較強(qiáng)的吸附能力。
　　近年來(lái)，復(fù)合型多孔材料的制備是材料領(lǐng)域新的焦點(diǎn)問(wèn)題，例如復(fù)合型分子篩材料，它是由兩種及兩種以上的分子篩共同結(jié)晶形成，比較典型的有β/Y型及A/X型復(fù)合沸石。除此之外，沸石材料也可以通過(guò)結(jié)合其他材料的優(yōu)點(diǎn)來(lái)進(jìn)一步增加材料的吸附、分離等性能，如沸石材料結(jié)合有機(jī)高分子材料、活性炭材料及金屬納米顆粒材料，這些復(fù)合材料已成為人們的研究熱點(diǎn)。而沸石分子篩與金屬有機(jī)骨架材料復(fù)合制備方面的研究甚少。4A沸石是一種低硅鋁比的

4、多孔材料，其中三價(jià)鋁可作為金屬位點(diǎn)與對(duì)苯二甲酸的羧基進(jìn)行自組裝形成MIL-53的結(jié)構(gòu)，從而得到MIL-53/4A沸石的復(fù)合材料。復(fù)合多孔材料擁有多重結(jié)構(gòu)，具備疊加功能，能夠在吸附中發(fā)揮協(xié)同作用，因而能夠彌補(bǔ)單一孔結(jié)構(gòu)的不足。
　　本文通過(guò)最經(jīng)典的水熱合成法制備了4A沸石分子篩，在沸石分子篩上制備了金屬有機(jī)骨架(MIL-53)/4A沸石復(fù)合材料，并對(duì)原材料比例、晶化時(shí)間、晶化溫度對(duì)其結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了研究，獲得了最佳的工藝條件，即4A