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摘要基于ZiF-67和介孔SiO2在气体吸附领域的优势，制备ZiF-67/介孔SiO2复合材料，综合两种材料的优点，以改善材料的孔结构、稳定性和CO2吸附性能。分别采用水热法和溶胶凝胶法制备ZiF-67和介孔SiO2微球，并用分别用溶胶-凝胶法和两步法制得了复合材料，并采用一系列表征探究了复合材料的结构和性质。测试了室温下、压力为0-12bar之间复合材料的CO2吸附容量，发现溶胶-凝胶法所得复合材料对CO2的吸附容量相比介孔SiO2微球没有明显的提高，而两步法所得复合材料对CO2的吸附性有着明显的提高，且随着Co掺杂的量的增加，吸附性也逐渐升高，因此两步法制备ZiF-67/介孔SiO2复合吸附剂具有可行性。27321
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关键词 ZiF-67 介孔SiO2 复合材料 CO2吸附
毕业设计说明书（毕业论文）外文摘要
Title Synthesis, characterization and CO2 adsorption properties of ZiF-67/mesoporous SiO2 composites
Abstract
Based ZiF-67 and mesoporous SiO2 advantage in the field of gas adsorption, preparation ZiF-67 / mesoporous SiO2 composite material combines the advantages of the two materials to improve the pore structure of the material, stability and CO2 adsorption performance.
Respectively hydrothermal and sol-gel prepared by ZiF-67 and mesoporous SiO2 microspheres were used with the sol - gel method and two-step process got composites, and characterized using a series exploring the structure and properties of composite materials .
Tested at room temperature and a pressure of CO2 adsorption capacity of the composite material between 0-12bar, we found sol - gel method resulting mesoporous SiO2 composite microspheres have not significantly improved compared to the adsorption capacity of CO2 and the resulting two-step process composite materials on the adsorption of CO2 has increased significantly, and with increasing Co doping amount of adsorption is also gradually increased, so the two-step preparation of ZiF-67 / mesoporous SiO2 composite adsorbent feasible.
Keywords MOFs materials Amine-modified CO2 absorption
目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 CO2捕集技术概况 2
1.3 碳捕获技术简述 3
1.4 ZiF-67/介孔SiO2 5
1.5 本课题研究内容和目的 7
2 实验部分 8
2.1 实验原料 8
2.2 实验器材 8
2.3 沸石咪唑酯骨架结构材料ZiF-67的合成 8
2.4 介孔SiO2的制备 9
2.5 溶胶-凝胶法制备复合材料 10
2.6 两步法制备复合材料 10
3 表征部分 12
3.1 XRD表征 12
3.2 SEM表征 13
3.3 TGA表征 15
3.4 FTIR表征 15
3.5 BET表征 17
3.6 本章小结 18
4 ZiF-67/介孔SiO2的复合材料的CO2吸附性能研究 20
4.1 实验仪器和药品 20
4.2 变压吸附法 20
4.3 变压吸附测试步骤 21
4.4 CO2吸附测试结果 21
4.5 本章小结 23
致 谢 26
参考文献27
1 绪论
1.1 研究背景与意义
自从第二次工业革命以来，人类以向大气中排放了大量的CO2等吸热性很强的温室气体，导致大气的温室效应不断增强，而且这种情况还呈现着逐年增长的趋势。温室效应所导致的全球范围内的气候变暖问题，威胁着人类的生存环境，如何有效控制温室效应的发展已经成为了各个国家首要的研究课题。研究表明，人类在日常的生产和生活中燃烧化石燃料排放的CO2是导致全球变暖最主要的原因，调查分析显示其对全球变暖的影响已达到了61%[1]，所以控制温室效应发展的关键在于如何有效控制CO2的排放，采用低成本技术收集各种工业活动过程中产生的CO2，并且加以合理的利用或封存，成为了目前最迫切需要解决的问题。