天然气在Cu-BTC成型体上的吸附存储及应用前景

在Cu-BTC MOF材料小试放大的基础上,采用滚动成型法对Cu-BTC材料进行成型,考察了Cu-BTC成型体的晶体结构、孔结构和甲烷吸附量,并展望了其在天然气吸附存储方面的应用前景。结果表明,Cu-BTC成型体结晶度高,比表面积高达1 259 m~2/g,孔体积为0.56 cm~3/g。在室温下,Cu-BTC成型体在3.5 MPa的甲烷吸附量为110 V/V,相当于10.5 MPa的高压存储量。Cu-BTC成型体吸附存储天然气技术在零散气井天然气储运和民用天然气调峰方面有着广阔的应用前景。     

微胶囊红磷的制备及其在聚氨酯硬泡中的阻燃应用

以三聚氰胺甲醛为囊材,通过原位聚合法制备了三聚氰胺甲醛包覆的微胶囊红磷(MF-MRP),并以MF-MRP为阻燃剂,采用一步全水发泡法制备了含MF-MRP的聚氨酯硬泡(PURF)。利用DTA,FTIR,SEM等方法研究了MF-MRP的形态结构及其对PURF的阻燃效果。实验结果表明,由于红磷被三聚氰胺甲醛完全包覆,MF-MRP的着火点由247℃提高至430℃,热稳定性提高;当PURF中MF-MRP的含量从0增至8%(w)时,PURF的极限氧指数从21.0%升至29.5%;MF-MRP对PURF的阻燃以凝聚相阻燃为主,通过在PURF表面生成致密的炭层提高其阻燃性。     

不同晶体形貌NH2-MIL-125(Ti)制备及光催化性能

采用溶剂热法合成了NH2-MIL-125(Ti)晶体，通过调变N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和无水甲醇（MeOH）两种溶剂比例，NH2-MIL-125(Ti)晶体呈现出圆形片、十面体和八面体形貌。采用XRD、SEM、FT-IR和BET等表征手段对不同形貌的NH2-MIL-125(Ti)晶体进行物性分析，并将其用于可见光光催化环己烷氧化反应，探究了催化性能与晶面之间的构效关系。分析得出， 环己烷选择性氧化生成环己醇和环己酮目标产物主要反应发生在NH2-MIL-125(Ti)晶体的{110}晶面族，而{101}晶面族主要是进一步氧化环己醇和环己酮产生COx。     

HKUST-1母液重复利用技术研究

以三水硝酸铜和均苯三甲酸为反应物,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和无水乙醇为溶剂,考察HKUST-1的不同制备方法。根据反应产物的性能和产率,优选DMF溶剂热合成法为HKUST-1的制备方法。对优选方法的反应母液进行重复利用实验研究,结果表明,DMF母液三种重复回收利用方法所得反应产物在298 K和35 bar条件下的甲烷吸附量均为120 mL/g,比标准HKUST-1的性能下降33%,母液重复利用技术方案仍有待进一步改进提升。     

水分子对HKUST-1甲烷吸附性能的影响

以三水合硝酸铜和均苯三甲酸为反应物、N,N’-二甲基甲酰胺为溶剂,采用溶剂热法合成金属有机骨架材料HKUST-1。将HKUST-1浸渍于等体积去离子水中,考察浸渍时间对其理化性能的影响,并通过XRD、SEM、BET和高压气体吸附表征研究了水分子对HKUST-1吸附甲烷性能的影响。结果表明,水分子易于吸附在HKUST-1中不饱和金属活性位点且对其骨架结构产生影响,浸渍72 h后,HKUST-1的BET比表面积和孔容分别从1 478.8 m2·g~(-1)和0.700 cm3·g~(-1)降至53.6 m~2·g~(-1)和0.005 cm3·g~(-1),在298 K和3.5 MPa条件下,甲烷吸附量从203.91 cm3·g~(-1)降至13.74 cm3·g~(-1)。但24 h浸渍后的HKUST-1骨架中生成一定数量的介孔,有利于较大的气体或液体分子吸附存储,值得深入研究。     

不同晶体形貌NH2-MIL-125(Ti)的制备及光催化性能

以2-氨基对苯二甲酸(H_2ATA)和钛酸四异丙酯〔Ti(C_3H_7O)_4〕为原料,采用溶剂热法合成了NH_2-MIL-125(Ti)晶体,通过调变溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和无水甲醇的体积比,NH_2-MIL-125(Ti)晶体呈现出圆片形、十面体和八面体形貌。采用XRD、SEM、FTIR和BET等手段对不同形貌的NH_2-MIL-125(Ti)晶体进行了物性分析,并将其用于可见光光催化环己烷的氧化反应,探究了催化性能与晶面之间的构效关系。结果表明,环己烷选择性氧化生成环己醇和环己酮目标产物主要反应发生在NH_2-MIL-125(Ti)晶体的{110}晶面族,而{101}晶面族可以进一步氧化环己醇和环己酮产生CO和CO_2。     

氧化铼负载于介孔氧化铝催化剂丁烯歧化性能

用溶胶-凝胶法合成介孔氧化铝（meso-Al₂O₃）载体,浸渍Re₂O₇后制备了一系列Re₂O₇/meso-Al₂O₃催化剂,研究了Re₂O₇负载量对催化剂物化性质的影响,考察了Re₂O₇/meso-Al₂O₃催化剂在1-丁烯与2-丁烯歧化反应中的性能,并与Re₂O₇/γ-Al₂O₃催化剂进行了对比。表征结果表明：随着Re₂O₇负载量的增加,Re₂O₇/meso-Al₂O₃催化剂的BET比表面积和孔体积逐渐减小,酸量逐渐增多;铼基催化剂几乎只存在L酸;与Re₂O₇/γ-Al₂O₃催化剂相比,Re₂O₇/meso-Al₂O₃催化剂的L酸量更多、酸性更强。Re₂O₇/meso-Al₂O₃催化剂在丁烯歧化制丙烯反应中表现出优异的催化性能,在反应温度60℃、质量空速1 h^-1、常压的反应条件下,丁烯初始转化率约为54%,优于传统的Re₂O₇/γ-Al₂O₃催化剂。当m（Re₂O₇）∶m（Al₂O₃）为0.2时,Re₂O₇/meso-Al₂O₃催化剂歧化性能最佳,丙烯选择性维持在55%左右,稳定时间约为120 h。     

金属有机骨架材料用于气体吸附分离的研究进展

介绍了近年来国内外用于气体吸附分离的金属有机骨架材料及其最新迚展。本文依据气体吸附分离机理对材料迚行了归类分析,幵重点介绍了金属有机骨架材料特有的吸附现象:"呼吸"现象和"开门"现象。     

丁烯歧化制丙烯用负载型铼基催化剂

采用浸渍法制备了不同Re2O7负载量的Re2O7/Al2O3催化剂,采用XRD、XRF、低温氮吸附-脱附、NH3-TPD、FTIR和H2-TPR对催化剂进行了表征。表征结果显示,Al2O3载体负载Re2O7后在载体表面形成了新的活性物种;随Re2O7负载量的增加,Re2O7/Al2O3催化剂的BET比表面积和孔体积减小,酸性增强;焙烧过程中Re2O7是否升华与载体的比表面积有关,Re2O7单层分散阈值随载体比表面积的增大而增大。考察了Re2O7/Al2O3催化剂催化丁烯歧化制丙烯的反应性能。实验结果表明,Re2O7负载量对歧化反应的选择性影响不大,在m(2-丁烯)∶m(1-丁烯)=1.2、重时空速1h-1、60℃、2MPa的条件下,选择性始终保持在85%以上;丁烯转化率随Re2O7负载量的增加明显增大,最高达50%,接近平衡转化率;当Re2O7负载量由5%增至20%时,催化剂的寿命明显延长。     

金属有机骨架材料Cu-BTC降成本及放大合成研究

以工业级均苯三甲酸为配体,采用溶剂热法合成Cu-BTC材料,在0.1,1,10 L三种不同规模的反应釜中对CuBTC材料进行逐级放大,并对10 L反应釜体系进行平行实验,利用XRD、SEM、N_2吸附-脱附等表征手段对合成的CuBTC材料进行表征。实验结果表明,工业级均苯三甲酸完全可替代试剂级配体合成出晶型完整、比表面积高和孔体积大的Cu-BTC材料,能大幅降低原材料成本;逐级放大制备的Cu-BTC材料的比表面积、孔体积、结晶度和甲烷吸附量相差较小,且物化性能优于市售产品Basolite C300;合成Cu-BTC材料反应的重现性较好,适合规模化放大生产。