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《吉林大学》 2011年
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金属有机骨架膜和分子筛膜的制备及性质研究

刘佳  
【摘要】:膜科学技术显著的特点是节能,高效,环保,兼容性强,适合于现代工业对节能,原材料再利用和消除环境污染的需要,成为实现经济可持续发展战略的重要组成部分。无机微孔膜材料主要为沸石分子筛、分子筛炭基材料和近年来发展起来的金属有机骨架化合物(MOFs)材料。 金属有机骨架材料(MOFs)作为一种新颖的有机无机杂化结晶材料,具有多样性的孔道结构和可调节的孔道尺寸以及孔道可以被设计或修饰的特点,引起了人们强烈的研究兴趣。金属有机骨架材料已经在分离、催化,光电磁和气体存储等方面有了广泛的应用。本论文从合成入手,在金属铜片上成功地制备了大面积连续的Cu3(BTC)2金属有机骨架膜,该膜具有高度的连续性和结晶度,并且,具有非常薄的厚度~1微米。并考察了不同合成条件对膜形貌的影响。我们将成功制备的Cu3(BTC)2金属有机骨架膜制作成湿敏元件,测试出了很好的湿敏性质。Cu3(BTC)2金属有机骨架膜湿敏元件在不同的湿度环境,电容值会发生很大的变化,表现出很高的灵敏度;电容值和相对湿度之间有非常好的线性关系,同时,又具备快速的响应时间和很好的重复性和稳定性。为金属有机骨架膜在传感器方面的应用奠定了基础。 以单晶硅片为载体,采用溶剂热二次生长法,制备了连续的金属有机骨架MIL-68(In)膜,通过控制母液的组成和晶化时间研究膜的不同形貌。此外,详细地讨论了控制膜形貌的不同影响因素。简单讨论了晶体取向形成变化以及基于扫描电镜和粉末X射线衍射的表征提出了可能的生长机理。最后,将具有择优取向的金属有机骨架膜组装了染料分子罗丹明6G并对其进行荧光光谱的表征。 以一种新的载体-不锈钢孔片作为载体,通过预涂晶种二次水热生长的方法,制备了LTA型分子筛膜,简单讨论了载体预处理对晶种预涂以及成膜的影响,并且把制备好的LTA型分子筛膜进行了气体分离性质测试,结果显示制备的LTA型分子筛膜是连续而致密的,对氮气和氧气的分离有较好的分离性质。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O611.4

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