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金属有机骨架材料—离子液体耦合捕集二氧化碳的研究

宋文静  
【摘要】:本文首先对文献中的溶剂热法合成ZIF-7和ZIF-8的实验进行放大,探索批量合成ZIF-7和ZIF-8的方法。我们将文献中的合成方案扩大7.5倍,在体积为150ml聚四氟乙烯内胆的反应釜中进行。对合成出的产品进行XRD表征,考察合成产品的特征峰位置、峰值、峰形等与标准XRD图是否相符,据此确定此种程度的扩大是否有放大效应存在,合成的产品是否可靠,以确定实验所用ZIFs的合成方法。 其次,本文用GCMC方法采用Materials Studio软件包对ZIF-7和ZIF-8吸附CO2的情况进行模拟计算,并与文献中的数据进行对比,以确定本文所选晶胞、立场及相关参数的准确可靠性。本文通过模拟计算主要考察ZIF-7和ZIF-8吸附CO2的等温吸附线、等量吸附热、吸附质心密度分布图、吸附位点等情况,以便掌握ZIF-7和ZIF-8吸附CO2的规律。本文还用UNIFAC模型对[OMIM][Tf2N]和[OMIM][PF6]两种离子液体吸收CO2进行了预测计算,并与实验数据进行了对比,考察预测结果是否可靠准确。对两组模拟计算得到的数据使用杠杆规则,预测计算耦合体系吸附吸收C02的情况。 最后,本文对ZIFs与ILs按不同配比组合得到的吸附/吸收耦合体系捕集CO2进行了实验研究。实验测定了243.15K、258.15K、273.15K、288.15K、298.15K温度下CO2在耦合体系中的溶解度,并与杠杆规则预测值进行了对比。实验结果显示了吸附吸收耦合捕集CO2的规律及与杠杆规则预测结果的匹配程度,这对新的吸附吸收单元操作耦合的研究及应用提供了依据和参考。


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1 宋文静;金属有机骨架材料—离子液体耦合捕集二氧化碳的研究[D];北京化工大学;2014年
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