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锆基金属有机骨架材料用于氨吸附性能的研究

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近年来,金属有机骨架材料(MOF)在气体吸附和储存领域得到了迅速发展,但由于结构的不稳定性,其在强腐蚀性气体氨(NH3)的吸附方面并不令人满意.考虑到NH3是唯一的无碳排放的氢能源载体,开发高效的储氨技术来载氢是有效的降低二氧化碳排放的手段.利用MOF材料具有的高比表面积和结构多样的特性,在NH3的吸附和储存方面具有广阔的应用前景.而NH3具有孤对电子,会攻击金属与配体之间形成的配位键,使MOF材料的结构遭到破坏.锆基金属有机骨架材料是公认结构稳定性较好的MOF材料,但其是否能胜任干燥NH3及含水条件下的稳定性仍未深入考察,由此需探究该系列材料在NH3吸附领域的适用性.在此,通过实验和计算模拟研究锆基系列的金属有机骨架UiO-66、NU-1000、MOF-801和MOF-808的结构特征、稳定性和NH3吸附性能.结果表明,UiO-66、NU-1000和MOF-808在纯NH3环境下的稳定性较好,并且显示出高吸附量且可循环的氨吸附性能(13.04、6.38、9.65 mmol/g).受限于水和氨对结构的协同破坏作用,NU-1000和MOF-801的结构均不能维持,而UiO-66和MOF-808的结构非常稳定,无论在干燥NH3环境及含水NH3环境下均能胜任而应用于NH3吸附和储存.
Research on Zr-based metal-organic frameworks for NH3 adsorption

王毅、熊启钊、陈杨、杨江峰、李立博、李晋平

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太原理工大学化学化工学院,山西太原030024

气体能源高效清洁利用山西省重点实验室,山西太原030024

太原理工大学煤科学与技术重点实验室,山西太原030024

金属有机骨架材料 锆基系列 氨吸附 稳定性 循环性

国家自然科学基金国家自然科学基金山西省回国留学人员科研项目

22090062219081552021-053

2022

10.11949/0438-1157.20220021

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2022.73(4)
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