多级孔MOFs材料的制备及吸附应用研究.pdf

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1、第37卷第4期现代化工Apr．20172017年4月ModernChemicalIndustry·33·多级孔MOFs材料的制备及吸附应用研究*李莹，孙晓英，胡绪尧，张红星，闫柯乐，邹兵，肖安山(中石化青岛安全工程研究院，化学品安全控制国家重点实验室，山东青岛266071)摘要:简单介绍了MOFs材料的吸附性能，引出了多级孔MOFs材料的制备方法及其吸附性能。最后，对多级孔MOFs材料作为吸附材料的应用前景进行了展望。关键词:MOFs材料;VOCs;吸附材料;多级孔;吸附性能中图分类号:O6－1文献标志码:A文章编号:0253－4320(2017

2、)04－0033－04DOI:10．16606/j．cnki．issn0253－4320．2017．04．008Preparationandadsorptiveapplicationofhierarchical-poremetal-organicframeworks*LIYing，SUNXiao-ying，HUXu-yao，ZHANGHong-xing，YANKe-le，ZOUBing，XIAOAn-shan(ＲesearchInstituteofSafetyEngineering，SINOPEC，StateKeyLaboratoryofSafe

3、tyandControlforChemicals，Qingdao266071，China)Abstract:Theadsorptionpropertyofmetal-organicframeworks(MOFs)materialsisbrieflyintroduced．Thepreparationmethodsandadsorptionpropertiesofhierarchical-poreMOFsmaterialsarediscussed．Finally，theapplicationofhierarchical-poreMOFsmateria

4、lsasadsorptionmaterialsisprospectedaswell．Keywords:MOFsmaterials;VOCs;absorptivematerials;hierarchical-pore;adsorptionproperty［8］近年来，随着经济和社会的发展，环境污染日益使其具有很高的吸附容量;可调的孔尺寸、多样［9］严重，并成为当今社会关注的热点问题。在众多导的骨架结构可以进行选择性吸附;可修饰的官能致环境污染的污染物中，挥发性有机物VOCs团孔表面、不饱和金属配位点可以增加与气体分子［10］(volatileorg

5、aniccompounds)是其中重要的一类污染的亲和力;强稳定性可以使其进行多次吸附，仍［11］物。VOCs包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、醛类、酮类保持骨架结构的完整性。MOFs材料主要有［1］和氯化烃类等。大多数VOCs具有毒性，长期接IＲMOFs、MILs、ZIFs、PCN、UiO等几大系列，按着孔触会损害人体神经中枢和免疫系统，危害人体健康;径大小可以分为微孔、介孔和大孔MOFs材料。不甚至有些VOCs具有强致癌性，严重威胁生命健同系列、不同孔径的MOFs材料对气体的吸附能力［2－5］康。同时，VOCs能与环境中的氮氧化物在光作不同。用下发

6、生光化学反应形成光化学烟雾，导致动物呼1常规MOFs材料对VOCs吸附性能［6］吸困难和植物枯萎。由于VOCs极大地破坏生态环境和危害着人类健康，如何有效治理环境中的1.1微孔MOFs材料对VOCs的吸附性能VOCs已引起人们的极大关注并成为研究热点。吸微孔MOFs材料是指孔径小于2nm的MOFs附技术是处理中、低浓度VOCs的有效技术之一，吸材料。例如美国Yaghi教授课题组合成的MOF－5附材料是整个吸附技术的核心，吸附材料的性能在(又称IＲMOF－1)，是由金属锌离子与对苯二甲酸配吸附过程中非常关键。多孔材料由于具有巨大的比体自组装形成的立

7、方体骨架MOF材料，如图1(a)表面积和孔容，是最常使用的脱除VOCs的吸附剂。所示。MOF－5孔隙结构均匀规整且比表面积巨大，2金属有机骨架材料(MOFs)是一种新型的多孔其比表面积为3917m/g，远超过其他常规吸附剂［12］骨架材料，是由金属离子与有机配体自组装形成的(如活性炭、分子筛等)，孔径约8.6。该课题［7］组考察了MOF－5材料对VOCs的吸附性能［13］。在三维网络骨架晶体材料。MOFs材料作为一种新型的功能性吸附材料，与传统活性炭、沸石材料相295K条件下，MOF－5对CH2Cl2、CHCl3、CCl4、比，具有很多优势。巨

8、大的比表面积、高孔隙率可以C6H6、C6H12的饱和吸附容量分别为1211、1367、收稿日期:2016－08－03基金项目:中国石化安