沸石咪唑酯骨架材料的合成及CO2吸附性能的研究

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雅宝题库解析：
全球气温变暖已成为世界热点题目，二氧化碳因具有温室效应被普遍认为是导致全球气候变暖的重要原因之一。沸石分子筛因其结构的丰富性、可调性、孔道的多样性等特点，作为吸附材料己引起广大学者的关注。分子筛作为一类重要的多孔材料其独特的骨架结构和表面选择性使其在催化、吸附、分离等各个领域得到了广泛的应用。但目前关于二氧化碳吸附剂的系统研究，在国内尚属空白；国外通过分子模拟与设计方法，设计各种分子组成与结构，模拟沸石分子筛，制备出纳米尺寸沸石咪唑脂骨架材料（ZIFs），该材料由金属原子桥联多个咪唑类环型有机分子组成，在储存二氧化碳气体上取得了不错效果。本文采用热溶剂法、液相扩散法合成了ZIFs。实验考察了反应时间、反应温度、金属阳离子、配体和结构导向剂对合成的影响。采用XRD、FT-IR、TG-DSC、SEM以及N2吸脱附技术对样品进行表征。实验结果表明：生成的样品晶体结构只与配体种类有关，与金属阳离子无关；无论哪种合成方法，在合适的条件下，均能生成结晶度较高、形貌结构完整的样品；FT-IR、TG表明，合成的样品中含有客体分子，占据了骨架可用空间；TG-DSC还表明，大部分样品的热稳定性能达到500-600 0C，客体分子在300 0C左右脱附完成；N2吸附表征方法表明，采用2-甲基咪唑作为配体的样品，有较大的比表面积和孔容，分别为1151 m2/g和0.66 cm3/g。本文研究了液相扩散法、热溶剂法下合成的样品储二氧化碳能力。实验结果表明：样品的储二氧化碳能力与比表面积和孔容有关，样品的比表面积越大，孔容越大，储二氧化碳性能越好，最大储二氧化碳能力，在P/P0为1，温度为0 0C时，为29 cm3/g。