铪金属-有机骨架材料的孔尺寸调控及其吸附性能

摘要：

利用三种不同长度的有机配体--反丁烯二酸（H2FUM）、对苯二甲酸（H2BDC）和联苯二甲酸（H2BPDC），合成了一系列具有不同孔尺寸的新型铪（Hf）金属-有机骨架（MOF）材料（Hf-FUM、Hf-BDC 和 Hf-BPDC），并考察了 CO2、N2和 CH4三种气体在这些材料中吸附分离行为。研究结果表明，这三种材料具有和 UiO-66(Zr)相同的拓扑结构，且具有很好的热稳定性。Hf-FUM和Hf-BDC的结构在水中能够保持稳定，而Hf-BPDC在水中会发生降解。同时，具有最小孔尺寸的Hf-FUM材料对CO2/N2以及CO2/CH4体系具有最好的分离性能。这为以后设计用于CO2分离的新型纳微结构材料提供了参考依据。separation of CO2/N2and CO2/CH4 systems were also investigated. It is found that Hf-FUM with the smallest pore size possesses the highest adsorption selectivity for CO2 over N2and CH4. This is the first study on the performance of Hf-based MOFs for gas separation, and the knowledge obtained in this work provides a foundation for the design of new nanoporous materials towards CO2 capture from various gas mixtures.

关键词：金属-有机骨架材料、铪、孔尺寸调控、稳定性、吸附、二氧化碳捕集

分类号：TQ028.1(一般性问题)

资助基金：国家重点基础研究发展计划项目2013CB733503；国家自然科学基金项目21136001，21322603；教育部新世纪优秀人才项目NCET-12-0755。@@@@supported by the National Basic Research Program of China2013CB733503;the National Natural Science Foundation of China21136001，21322603;the Program for New Century Excellent Talents in UniversityNCET-12-0755

在线出版日期：2014-06-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1696-1705