金属有机骨架材料MOF-5吸附苯并噻吩性能

苯并噻吩类硫化物的脱除是燃油实现深度脱硫的关键。实验研究了典型的金属有机骨架材料MOF-5吸附苯并噻吩性能。结果表明,MOF-5对模型油中苯并噻吩的吸附动力学过程满足拟二级动力学模型。Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich (D-R) 三种等温吸附模型均可较好地描述MOF-5对苯并噻吩的等温吸附行为 (Freundlich>D-R>Langmuir)。热力学参数表明,MOF-5对苯并噻吩的吸附是自发的吸热吸附过程。     

碱性金属修饰金属有机骨架材料MOF-5吸附位点及其常态下分离二氧化碳/甲烷的应用

利用“一步法”合成并表征了4种碱性金属修饰的金属有机骨架材料MOF-5(记作M-MOF-5,M=Li,Na,K,Mg)。 并应用理想溶液吸附理论(IAST)对样品吸附选择性进行计算比较。 结果表明,碱性金属掺入可以降低MOF-5材料骨架结构的“互穿”程度,同时,在常温常压下,M-MOF-5对CO₂/CH₄的吸附选择性相对MOF-5(选择性为3.79)有着显著提高,尤其是Li-MOF-5(选择性为7.39)。 此外,Li-MOF-5的CO₂捕获能力相对MOF-5也有提高。     

金属有机骨架复合材料RhB/MOF-5的制备及其发光性质

通过溶剂扩散法成功地将激光染料分子罗丹明B(RhB)组装到了金属有机骨架材料MOF-5中, 从而制备出具有光学活性的主-客体金属有机骨架复合材料RhB/MOF-5. 通过光学显微镜、XRD、FTIR、UV-Vis和PL表征证明RhB存在于MOF-5晶体孔道中, 而且该金属有机骨架复合材料表现出很好的光致发光性质.     

氨基功能化SBA-16对CO_2的动态吸附特性

采用浸渍法将四乙烯五胺(TEPA)负载到介孔分子筛SBA-16的孔道内,形成功能化的介孔材料用于CO2的吸附.利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、氮气物理吸附-脱附和热重分析(TGA)等方法对样品进行了表征.通过动态吸附对不同TEPA浸渍量的SBA-16的CO2吸附性能和再生性能进行研究.结果表明:修饰后的SBA-16仍然保持有序的孔道结构,但样品的孔道有序度降低,比表面积、孔容、平均孔径都减小.样品对CO2的饱和吸附容量和穿透吸附容量随着TEPA浸渍量的增加而增加.60℃时,30%TEPA浸渍量的样品的穿透吸附容量和饱和吸附容量达到最大,分别为0.625和0.973mmol·g-1.在60-80℃,样品的动态吸附性能稳定.经过20次吸附-脱附循环后,样品的饱和吸附容量仅降低了6.45%.采用失活模型对CO2的吸附穿透曲线进行模拟,该模型能够很好地模拟样品对CO2的吸附过程.     

硝基修饰MOF-5材料的制备及催化氨基甲酸酯热分解!

采用直接混合法在室温下制备了含硝基的金属-有机骨架材料MOF-5-NO2,并采用X射线衍射分析,红外光谱,N2等温吸附和扫描电子显微镜对其进行了表征.结果表明,MOF-5-NO2具有与MOF-5相似的晶体结构和表面形貌,二者都具有高比表面积及微孔特性,但由于硝基的吸电子效应,MOF-5-NO2比MOF-5具有更强的Lewis酸性,因而对氨基甲酸酯热分解制备异氰酸酯的反应具有良好的催化活性.在无溶剂条件下,MOF-5-NO2使苯氨基甲酸甲酯热分解的反应速度显著提高,催化剂转化频率达到ZnO的7倍以上;二苯甲烷二氨基甲酸苯酯热分解的中间产物减少,二苯甲烷二异氰酸酯的收率达到81.6%.     

MOF-177对金属富勒烯的吸附选择性研究

采用电弧放电法制备了3种金属富勒烯Sc3N@C78-D3h,Sc3N@C80-Ih和Sc2C2@C82-Cs,并用溶剂热法合成了金属-有机骨架材料MOF-177.利用紫外-可见分光光度计和高效液相色谱对甲苯溶液中MOF-177吸附金属富勒烯的过程进行了观察和表征.通过比较其紫外-可见吸光强度和色谱图,发现MOF-177...     

官能团修饰对MOF-5的气体分子吸附影响

采用紧束缚近似计算方法,研究了金属有机骨架(MOF-5)和不同官能团(―NO2,―NH2,―CH3,―OZn)修饰后的MOF-5不同吸附位点的CO2等温室气体和部分工业废气吸附性能以及对不同气体的选择性吸附能力.结果表明,对于未修饰的MOF-5,位点I和II是主要的吸附位点,最大吸附能可达-0.25eV.官能团修饰提高了MOF-5对CO2的吸附能力,其与官能团活性和局部位型密切相关.其中―NO2修饰使各位点的CO2吸附能力都有一定提高.同时,―NO2修饰后MOF-5对空气环境(O2,N2,H2O,CO2),工业废气环境(CO2,CO,NO,NO2,SO2,SO3)中不同气体有明显的选择性吸附能力.     

污水厂剩余污泥制备烟气脱硫吸附剂

以城市污水厂剩余污泥为原料,采用负载金属氧化物的方法进行改性制备烟气脱硫吸附剂,并进行了元素分析、孔结构、扫描电镜性质表征,采用热分析及傅里叶红外光谱法对污泥吸附剂在SO2-O2-H2O(g)-N2体系的吸附机理进行了探讨。结果表明,同时负载质量分数为5%的MnO2和质量分数为5%的MgO的吸附剂性能较好,污泥吸附剂以中孔和大孔结构为主,比表面积较小。在SO2入口质量浓度为2021.38mg/m3、O2质量分数为12%、H2O(g)质量分数为12%、气体流速为2.13m/min和温度为60℃的条件下,污泥吸附剂的脱硫效率为93.7%,吸附容量为99.3mg/g。氨溶液法再生效果较好,再生2次后,脱硫效率下降至93%,吸附容量为84.4mg/g。水蒸气存在时,复合氧化物的协同作用促进了对SO2的化学吸附。等温吸附过程可用Freundlich模型描述,吸附热值为78.4kJ/mol。固定床吸附模型的预测值与实验结果吻合较好。     

缺陷MOF-74的合成以及其对Al3+和Sn2+荧光传感能力的研究

在发光金属有机骨架中引入适度缺陷可以调节材料的荧光性能,增强其对分析物的荧光检测能力。本文以三乙胺作为调节剂,通过配位调制的方法得到了缺陷金属有机骨架MOF-74-TEA,借助XRD、IR和SEM等表征手段对结构和形貌进行了详细表征,用荧光光谱法研究了其对Al³⁺和Sn²⁺的识别能力。与无缺陷MOF-74-1相比,MOF-74-TEA提高了对Al³⁺和Sn²⁺的检测灵敏度,并且提高了其对Al³⁺检测的线性范围。其原因可能是缺陷的引入增强了分析物在材料中的扩散和传质,材料活性作用位点的增多使其与金属离子作用力更强,配体-金属电荷转移效率更高。     

磷钼钨杂多酸修饰金属有机骨架MOF-5复合材料吸附亚甲基蓝

采用水热合成法,在合成金属有机骨架MOF-5的过程中引入活性组分磷钼钨杂多酸(H₆P₂Mo₁₅W₃O₆₂),制备出一种新型吸附剂H₆P₂Mo₁₅W₃O₆₂/MOF-5。 利用H₆P₂Mo₁₅W₃O₆₂/MOF-5材料对亚甲基蓝溶液进行了材料的吸附性能研究,探讨了亚甲基蓝溶液的初始pH值和初始浓度以及不同吸附温度对吸附量的影响。 结果表明,在较低的温度和亚甲基蓝溶液较低的初始pH值的条件下,有利于H₆P₂Mo₁₅W₃O₆₂/MOF-5对亚甲基蓝的吸附。 实验结果能够较好地符合Langmuir吸附等温式以及二级动力学模型,对亚甲基蓝的最大吸附量可达401.6 mg/g。 热力学参数ΔG<0、ΔH<0和ΔS>0,表明H₆P₂Mo₁₅W₃O₆₂/MOF-5对亚甲基蓝的吸附过程是自发、放热的。 此外,还探讨了H₆P₂Mo₁₅W₃O₆₂/MOF-5对甲基紫、孔雀石绿、罗丹明B和甲基橙等其它染料的吸附性能,结果表明,H₆P₂Mo₁₅W₃O₆₂/MOF-5对阳离子染料有较好的吸附效果。     

离子液体负载的金属框架Py/MOF-199的制备及其吸附脱硫性能

制备了金属框架MOF-199(Cu-BTC),并将[Hnmp][H2PO4]离子液体负载到MOF-199上合成了离子液体负载的金属框架Py/MOF-199。对吸附剂进行了X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、比表面积表征。考察了MOF-199预处理条件、离子液体负载方式、负载量、负载温度、负载时间对噻吩吸附脱除性能的影响,通过正交实验优化了吸附剂的制备条件和吸附脱硫条件。结果表明,离子液体改性得到的Py/MOF-199保持了MOF-199的规则的八面体结构。Py/MOF-199的适宜制备条件为:采用二氯甲烷索氏提取并真空干燥法进行预处理MOF-199后,再用溶剂热法负载[Hnmp][H_2PO_4],负载温度为50℃,负载时间为8 h,负载量为7%。各因素对吸附剂脱硫性能影响大小顺序为:负载温度负载时间离子液体负载量。适宜Py/M OF-199吸附脱硫条件为:模拟油为10 mL,吸附剂用量0.2 g,吸附温度70℃,吸附时间1 h。在此条件下,噻吩脱除率可达到96.7%。     

CeY分子筛中有效脱硫物种活性位的构建及其吸附机理研究

以不同焙烧温度和Ce负载量的CeY分子筛为研究对象,运用XRD及N_2吸附表征其织构性质;运用吡啶吸附红外光谱法剖析了分子筛中活性位的化学属性;采用固定床评价其对噻吩模拟油的吸附脱硫性能及芳烃和烯烃对噻吩脱除的影响;并结合红外光谱和GC-SCD技术分析了其脱硫机制。结果表明,CeY样品经150℃焙烧后,其超笼中具备高含量的B酸和Ce羟基化物种活性位,两者协同增强了噻吩低聚反应能力,进而提高了其吸附穿透硫容量(18.45 mg (S)/g);而提升焙烧温度和Ce负载量会严重降低其有效活性位的数量,削弱了噻吩低聚反应能力,其吸附穿透硫容量显著减小(4.03 mg (S)/g)。当加入烯烃和芳烃后,CeY-12.3-150吸附剂对含低浓度(质量分数)1-己烯(1.0%)和苯(0.1%)的噻吩模拟油依旧保持较高吸附穿透硫容量;但随两者含量的持续增加,其硫容量急剧下降。其主要分别归因于噻吩烷基化反应的发生及“S-H”键的作用模式。     

Perovskite LaMnO<Subscript>3</Subscript>/ZSM-5 composites for H<Subscript>2</Subscript>S reactive adsorption at high temperature

Perovskite LaMnO₃/ZSM-5 was used for reactive adsorption of hydrogen sulfide at 500–700 °C. The sorbents showed good desulphurization performance, the highest sulfur capacity of 1020 µmol S/g over 5La5Mn/ZSM-5 was obtained at 600 °C. The reducing gases (H₂ and CO) can obviously shorten the breakthrough time and reduce the sulfur capacity. Incorporating Mn ions into La₂O₃ lattice improved the sulfidation activity due to the formation of perovskite LaMnO₃ with good reducibility and structure stability.     

浸渍活性炭脱除低质量浓度H2S性能的研究

浸渍法制备了Na2CO3浸渍活性炭（IACⅠ）和一种高效脱硫剂（IACⅡ）。通过测定低质量浓度H2S在固定床上的穿透曲线，比较了原活性炭（AC）、IACⅠ和IACⅡ的脱硫效果。考察了原料气相对湿度，H2S质量浓度对穿透过程的影响。建立了固定床反应器一维轴向扩散模型模拟脱硫穿透曲线，并进行了数值求解。通过模型计算与实验测量穿透曲线拟合，确定了有效扩散系数等参数。结果表明，IACⅡ的脱硫效果最佳，其有效扩散系数较IACⅠ有所提高。提高相对湿度有利于增大硫容，但有效扩散系数略有降低。随着H2S入口质量浓度升高，有效扩散系数增大，穿透变快，硫容略有降低。     

Desulfurization of Diesel over Ni/ZnO Adsorbent Prepared by Coprecipitation

Ni/ZnO adsorbents with various Ni/Zn molar ratios were prepared by coprecipitation; their adsorption capacity in reactive adsorption desulfurization (RADS) of diesel oil was investigated. Ni/ZnO exhibits much higher adsorption performance than pure Ni and pure ZnO. The Ni content plays a crucial role in determining RADS activity over Ni/ZnO; the sulfur capacity depends on the ZnO content in Ni/ZnO. The Ni₄/Zn₆ adsorbent shows the optimal performance; the sulfur content in diesel oil is reduced to less than 5 ppm in first 60 h and less than 15 ppm in next 68 h.     

Metal-organic framework derived magnetic nanoporous carbon as an adsorbent for the magnetic solid-phase extraction of chlorophenols from mushroom sample

In this work, a metal-organic framework derived nanoporous carbon(MOF-5-C) was fabricated and modified with Fe_3O_4 magnetic nanoparticles. The resulting magnetic MOF-5-derived porous carbon(Fe_3O_4@MOF-5-C) was then used for the magnetic solid-phase extraction of chlorophenols(CPs) from mushroom samples prior to high performance liquid chromatography–ultraviolet detection. Scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, and N_2 adsorption were used to characterize the adsorbent. After experimental optimization, the amount of the adsorbent was chosen as 8.0 mg, extraction time as 10 min, sample volume as 50 m L, desorption solvent as 0.4 m L(0.2 mL×2)of alkaline methanol, and sample p H as 6. Under the above optimized conditions, good linearity for the analytes was obtained in the range of 0.8–100.0 ng g~(-1)with the correlation coefficients between0.9923 and 0.9963. The limits of detection(S/N = 3) were in the range of 0.25–0.30 ng g~(-1), and the relative standard deviations were below 6.8%. The result showed that the Fe3O4@MOF-5-C has an excellent adsorption capacity for the analytes.     

Metal Organic Framework-235 (MOF-235) Modified Carbon Paste Electrode for Catechol Determination in Water

MOF-235 is presented as an orange powder, with crystals of the octahedral formation. It was already used as adsorbent to remove different compounds from water; however, no attempts have been published about the exploration of the MOF-235 application as electrochemical sensor for organic compounds yet. MOF-235 was synthetized and after that, it was characterized by SEM, XRD and FTIR. Graphite electrodes (GEs) were modified with different MOF-235 ratio (5 %, 7 %, 10 %, 12 % and 14 %) and these modified GEs were characterized by cyclic voltammetry (CV) measurements in order to determine the effect of MOF-235 concentration on the current response. Results indicated that, a significant improvement on the current response was attained at MOF-235(10 %)/GE respect to unmodified GE. This behavior is related to the pore structure and multiple active sites on the MOF surface. The performance of the MOF-235(10 %)/GE as electrochemical sensor for detecting catechol was assessed by differential pulse voltammetry (DPV). Catechol detection response of MOF-based sensor provided a detection limit of about 12.79 μmol L⁻¹ with a correlation coefficient (R²) of about 0.9928 ranging from 12 to 514 μmol L⁻¹. Finally, MOF-235(10 %)/GE was used to determine catechol in real water matrixes.     

Ni含量对负载型NiO/ZnO-TiO2吸附剂结构及吸附脱硫性能的影响

以ZnO-TiO₂为载体,采用等体积浸渍法制备了不同Ni含量的NiO/ZnO-TiO₂汽油脱硫吸附剂。采用X射线衍射（XRD）、压汞、H₂程序升温还原（H₂-TPR）和H₂程序升温脱附（H₂-TPD）等手段对吸附剂进行了表征。同时,采用FCC轻汽油为原料,在固定床反应装置中对不同Ni含量的NiO/ZnO-TiO₂吸附剂进行脱硫性能评价,以考察Ni含量对该吸附剂脱硫性能的影响。结果表明,Ni含量适量增加对于吸附剂比表面积、内部孔道分布和颗粒强度影响较小,同时能够增加具有脱硫活性的Ni⁰物种,促进吸附剂脱硫活性。当吸附剂中Ni质量分数达到5.48%后,吸附剂的内部孔道分布改变,吸附剂的比表面积和颗粒强度明显降低,对吸附剂脱硫活性极为不利。当Ni质量分数为4.45%时,吸附剂具有最佳脱硫性能,能够将FCC轻汽油中3×10^-4的总硫含量降低至5×10^-6以下,并维持脱硫时间达152 h,穿透硫容达11.24%（112.4 mg S/g吸附剂）,且脱硫后FCC轻汽油烯烃含量变化较小。     

低温一步法活性炭基脱硫剂的制备与评价

以木屑为原料,在低温条件下一步法制得活性炭基吸附剂,考察了吸附剂制备条件和液-固、气-固吸附条件对吸附剂脱硫性能的影响。结果表明,吸附剂的最佳制备条件为,浸渍液与木屑质量比为1：1,浸渍液中硝酸质量分率为30%、吸附剂表面NiO负载量为5%,常温下浸渍24 h,400℃焙烧3 h。该吸附剂在0.2 g吸附剂/10 mL模拟油、温度为40℃及时间为5 h的液-固吸附脱硫的条件下,脱硫率为28.36%,吸附四次后饱和吸附硫容量可达2.34 mgS/g;在气-固吸附温度为250℃、空速为6.3 h^-1的条件下,饱和吸附硫容量为2.37 mgS/g;高温气-固吸附脱硫对吸附剂的影响表明,与脱硫前相比,吸附剂在比表面积、总孔体积、微孔体积均有明显提高,这说明气-固吸附脱硫过程同时实现了活性炭的扩孔活化。甲苯溶剂再生实验表明,经五次再生后吸附剂的再生性能均可达90%以上。     

磷钨酸季铵盐催化氧化汽油深度脱硫

以十六烷基三甲基溴化铵和磷钨酸为原料制备了磷钨酸季铵盐催化剂,并对催化剂进行了红外光谱和SEM表征。研究了磷钨酸季铵盐为催化剂,双氧水为氧化剂,催化氧化法生产低硫汽油技术。考察了萃取剂以及氧化条件和萃取条件对脱硫效果的影响。结果表明,在汽油10 mL,双氧水0.01 mL,催化剂0.0016 g,氧化温度30℃,氧化时间60 m in的条件下,采用复合溶剂LJ-1进行萃取,萃取温度20℃,静置时间15 m in,剂油比为1时,直溜汽油中的硫含量由179.3 mg/L降至10.8 mg/L,脱硫率达94.0%。氧化萃取时的脱硫率比未经氧化直接萃取时的脱硫率高45.6%,氧化脱硫效果显著。