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温度对MOF-74(Ni)吸附分离丙烯丙烷机理和选择性的影响
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ028.1[化学工程] TB34[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(21436005)
中文摘要:

采用水热法成功制备了MOF-74(Ni),使用PXRD、孔径分析对材料进行了表征,测定了材料在不同温度下的C3H6和C3H8吸附等温线,应用程序升温脱附技术估算了脱附活化能,并使用IAST理论预测了材料对C3H6/C3H8二元体系的吸附选择性。讨论了温度对吸附机理和吸附选择性的影响。结果显示,MOF-74(Ni)的BET比表面积高达1306 m^2·g^-1。在298 K下,C3H6的吸附量高达7.4 mmol·g^-1。随着温度升高,C3H8的吸附量大幅降低,而C3H6的吸附量下降程度较小,导致材料对C3H6/C3H8吸附选择性升高。当温度为328K时,MOF-74(Ni)对C3H6/C3H8二元气体混合物的吸附选择接近12。程序升温脱附的实验结果显示,C3H6在MOF-74(Ni)上的脱附活化能大于C3H8,分别为68.92 k J·mol^-1和50.80 k J·mol^-1。C3H6是通过与MOF-74(Ni)的不饱和金属位点Ni2+以π络合作用方式吸附,作用力较强,而C3H8与Ni^2+之间的作用力较弱。根据吸附机理不同的特点,适当提高温度,将有助于提高MOF-74(Ni)吸附分离C3H6/C3H8混合物体系的吸附选择性。

英文摘要:

MOF-74(Ni) was synthesized by solvothermal synthesis method and then characterized by PXRD and pore size analysis. Isotherms of C3H6 and C3H8 on the synthesized MOF-74(Ni) were measured at different temperatures. The temperature programmed desorption experiments were conducted to estimate the desorption activation energies of C3H6 and C3H8 on the MOF-74(Ni). IAST theory was applied to predict the adsorption selectivity of C3H6/C3H8 mixture. The effects of temperature on adsorption mechanism and adsorption selectivity were also discussed. Results showed that the as-synthesized MOF-74(Ni) had BET surfaces of 1306 m^2·g^-1, and its C3H6 adsorption capacity was up to 7.4 mmol·g^-1 at 298 K. With rising temperature, the adsorption capacity of C3H8 on MIL-74(Ni) decreased sharply, while that of C3H6 decreased slightly, resulting in improvement of C3H6/C3H8 adsorption selectivity of MOF-74(Ni). It could be attributed to π-complexation bonding between C3H6 and MOF-74(Ni), which was stronger than the interaction of C3H8 with MOF-74(Ni). TPD results indicated that the desorption activation energy of C3H6 on MOF-74(Ni) was higher than that of C3H8, which were 68.92 k J·mol^-1 and 50.80 k J·mol^-1, respectively.

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期刊信息
  • 《化工学报》
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  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
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  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
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  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
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  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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