ZIF-8-GO復合材料的制備及其對二氯甲烷氣體吸附性能的研究.pdf

1、金屬有機多孔材料（Metal Organic Frameworks簡稱MOFs）是一種具有空間周期性網狀三維結構的配位聚合物，具有高比表面積，大的孔隙率，成本低和結構可調性等突出優(yōu)點，使得此種材料在催化，氣體儲存，吸附和選擇性吸附分離等領域有著廣闊的應用前景。沸石咪唑酯骨架多孔材料(Zeollitic ImidazolateFrameworks簡稱ZIFs)是一類新型的多孔材料，屬于金屬有機骨架材料(MOFs)的族系材料。因為ZIFs材

2、料有著沸石分子的拓撲結構，使得它比金屬有機骨架材料(MOFs)有著更好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，成為了近些年研究的熱點。
　　氧化石墨烯(GO)是將石墨烯氧化后得到的石墨烯衍生物。GO是親水性的，它易溶于水和幾種有機溶劑。氧化石墨烯具有可以擴展的和可調控的層狀結構，且為廣泛的功能化和反應點的化學修飾提供了一個良好的設計平臺。通常來說氧化和還原過程會在石墨烯上產生很多缺陷位點，這些缺陷位點在氣體吸附，存儲，分離等應用上反而會有著很明顯

3、的優(yōu)勢。
　　二氯甲烷(dichloromethane，DCM)有著十分廣泛的用途而且極易揮發(fā)并在大氣環(huán)境中大量存在，所以受到廣泛關注?！端沟赂鐮柲s》將二氯甲烷列為優(yōu)先控制的12種持久性有機污染物之一，歐共體也將其列為環(huán)境危害物質。目前國內外最常用的治理二氯甲烷廢氣的處理方法中應用最為廣泛的是吸附法，吸附法去除二氯甲烷氣體的效果十分優(yōu)秀且成本與其他方法相比較為低廉。常見的二氯甲烷氣體吸附劑為活性炭與分子篩。
　　本文采用

4、以甲醇為溶劑的制備路線合成了微米級和納米級別ZIF-8晶體顆粒，并成功制備了ZIF-8復合氧化石墨烯材料。對所制備的樣品進行了X射線衍射(XRD)、N2吸附比表面積(BET)，傅里葉變換紅外線光譜(FTIR)和掃描電鏡(SEM)的表征分析，得到了這些樣品的各項結構參數(shù)數(shù)據(jù)。結果表明，合成的ZIF-8復合氧化石墨烯(ZG-X)晶體材料同時具有ZIF-8和氧化石墨烯材料的優(yōu)勢特點，材料內部有著二者協(xié)同效應的存在，且純的ZIF-8納米材料的比

5、表面積略高于ZG-X復合材料。
　　本文以所研制出的ZIF-8和ZG-X材料為吸附劑，設計了固定吸附床裝置，并應用氣相色譜儀對二氯甲烷氣體的吸附性能進行了測試，獲得了所制材料的二氯甲烷氣體的吸附穿透曲線。測試結果表明，相比于純ZIF-8材料，ZG-X材料比表面積較小，但ZG-X材料的吸附效率隨著X（復合材料的氧化石墨烯含量）變大而增加，其中ZG-15的吸附量最大，高達240 mg/g，五種ZG-X復合材料的吸附效果均好于純的ZIF