乙醇在MIL-101上的吸附相平衡及其吸附机理

摘要：

主要研究了MIL-101材料对乙醇的吸附性能和吸附机理.采用水热合成法制备了MIL-101(Cr),并分别应用N2静态吸附、X射线粉末衍射(PXRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)等分析手段对MIL-101晶形结构、孔隙结构参数进行分析表征.应用静态吸附法测定乙醇和水蒸气在不同温度下的吸附等温线,并讨论乙醇吸附在MIL-101(Cr)4种吸附位的机理,根据吸附等温线估算出乙醇和水蒸气在MIL-101上的等量吸附热,并测试了乙醇在MIL-101上的吸附循环性能.研究表明,在298 K下,MIL-101的乙醇吸附容量为20.3 mmol·g-1,远高于传统吸附材料.在低压下MIL-101对乙醇的吸附量高于水蒸气的吸附量,这是由于乙醇的偶极矩和分子动力学直径均比水大,使得乙醇分子在孔道中受到更大吸附力场作用;在低吸附量范围,乙醇在MIL-101上的等量吸附热要高于水蒸气的等量吸附热.在较高吸附压力条件下,主要发生多层吸附或孔填充,受吸附剂的孔容限制效应,尺寸越大的分子被吸附的物质的量会越少,由于乙醇的动力学直径(0.45 nm)大于水分子的动力学直径(0.268 nm),所以在较高吸附压力下乙醇在MIL-101上吸附量要小于水蒸气的吸附量.多次吸附脱附等温线测试显示MIL-101具有良好的乙醇吸附循环性能.

关键词：MIL-101(Cr)、乙醇、水蒸气、吸附平衡、吸附、吸附热

所属期刊栏目：67

分类号：TB383;O647(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金项目51276065.supported by the National Science Foundation of China 51276065

在线出版日期：2016-04-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：300-308