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近年来，由于温室气体的大量排放引发的环境问题越来越严重。其中CO2是温室气体的主要成分。所以CO2的分离与捕集技术是全球科学家都在关注的课题。金属-有机骨架材料（MOFs）是一种新型的多孔材料，具有较大比表面积和孔隙率以及稳定的物理、化学性能， 是一种很有潜能的气体吸附材料。本论文通过实验手段对一种典型的MOFs材料—MOF-5材料进行研究，探讨最优合成条件以及吸附过程中各种工艺条件的影响。结果表明：温度为120℃，对苯二甲酸（H2BDC）的浓度为0.02 mol/L,反应时间为20h以上时合成出的MOF-5晶体具有较完整的晶体结构以及较高的CO2吸附量。吸附过程工艺条件方面，在实验范围内，降低吸附温度、增加进口气体的CO2浓度或减小气体流速有利于MOF-5吸附CO2。6979
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关键词 CO2 金属-有机骨架材料 MOFs MOF-5 吸附
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Synthesis and CO2 adsorption properties of Metal-organic framework material MOF-5
Abstract
In recent years, due to increasingly serious environmental problems caused by greenhouse gas emissions, CO2 separation and capture technologies are concerned by the scientists around the world. Metal-organic framework materials (MOFs) are a new type of porous materials, with large surface area, porosity as well as stable physical and chemical properties. MOFs are great potential materials for gas adsorption. In this paper,a typical MOFs material MOF-5 was studied by experimental means, including the optimal synthesis conditions and the influence of adsorption process conditions. The results show that when temperature was 120℃, terephthalic acid (H2BDC) concentration was 0.02 mol/L and reaction time was more than 20h, the synthesized MOF-5 crystals had more complete crystal structure and higher CO2 adsorption capacity. In the aspect of adsorption process conditions, within the experimental range, decreasing adsorption temperature, increasing the CO2 concentration of the feed gas inlet or decreasing feed gas flow rate was favorable for the adsorption of CO2 in MOF-5.
Keywords CO2 metal-organic framework materials MOFs MOF-5 adsorption
目 次
1 绪论 1
1.1 CO2来源、危害以及其分离、捕集的需要 1
1.1.1 CO2的来源 1
1.1.2 CO2的危害 1
1.1.3 CO2分离及捕集的需要 2
1.2 现有的CO2捕集及分离技术 3
1.3 现有的CO2吸附材料 3
1.3.1 碳基材料 4
1.3.2 沸石分子筛 4
1.3.3 高温吸附材料 4
1.4 金属有机骨架材料（MOFs）吸附CO2研究进展 5
1.5 本论文研究的内容 6
2 MOF-5合成及表征 7
2.1 MOF-5基本知识 7
2.1.1 MOF-5结构及其合成反应机理 7
2.1.2 MOF-5合成方法 7
2.1.3 溶剂热法合成MOF-5的影响因素 9
2.2 实验 9
2.2.1 主要试剂与仪器 9
2.2.2 MOF-5晶体的制备 10
2.2.3 MOF-5晶体表征及CO2吸附量的测定 11
2.3 实验结果与讨论 15
2.3.1 合成温度的影响 15
2.3.2 反应物浓度的影响 17
2.3.3 反应时间的影响 18
2.3.4 MOF-5材料的吸水稳定性问题 19
2.4 本章小结 20
3 MOF-5吸附CO2性能研究 21
3.1 MOF-5吸附CO2研究进展 21
3.2 MOF-5样品制备及表征 21
3.3.1 MOF-5样品制备 21