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几种金属有机骨架材料的表面改性及其对CO2/N2/H2O吸附性能

摘要第5-7页
Abstract第7-9页
第一章 绪论第18-36页
    1.1 概述第18页
    1.2 金属-有机骨架材料MOFs第18-21页
        1.2.1 MOFs的合成方法第18-19页
        1.2.2 MOFs的物理结构特征第19-21页
    1.3 MOFs材料吸附CO_2第21-23页
        1.3.1 MOFs材料对CO_2的吸附容量第21-22页
        1.3.2 CO_2在MOFs材料上的吸附热第22页
        1.3.3 MOFs材料对CO_2/N_2的吸附选择性第22-23页
    1.4 吸附分离CO_2的MOFs改性第23-31页
        1.4.1 MOFs材料的前改性第23-26页
        1.4.2 MOFs材料的后合成改性第26-31页
    1.5 MOFs材料对水蒸气的稳定性和抗湿性第31-34页
    1.6 研究意义和研究目标第34页
    1.7 本论文的主要研究内容及创新点第34-36页
第二章 CO_2在MIL-101颗粒中的吸附相平衡和动力学第36-60页
    2.1 引言第36页
    2.2 吸附相平衡和动力学理论第36-40页
        2.2.1 吸附相平衡方程第36-38页
        2.2.2 吸附传质速率模型第38-39页
        2.2.3 吸附活化能参数的估算第39页
        2.2.4 等量吸附热的计算第39-40页
    2.3 实验部分第40-46页
        2.3.1 主要试剂与材料第40-41页
        2.3.2 实验仪器第41页
        2.3.3 MIL-101晶体的制备与纯化第41-42页
        2.3.4 MIL-101颗粒的表征第42-43页
        2.3.5 CO_2在MIL-101上的吸附相平衡和动力学测定第43-46页
    2.4 实验结果与讨论第46-58页
        2.4.1 MIL-101的物理性质第46-49页
        2.4.2 CO_2在MIL-101上的吸附相平衡第49-52页
        2.4.3 CO_2在MIL-101上的等量吸附热第52-53页
        2.4.4 CO_2在MIL-101上的吸附动力学第53-58页
        2.4.5 CO_2在MIL-101颗粒上的循环吸附-脱附性能第58页
    2.5 本章小结第58-60页
第三章 ZIF-8晶体表面改性及其吸附C02性能研究第60-82页
    3.1 引言第60页
    3.2 吸附分离因子计算理论第60-62页
        3.2.1 Henry常数比例第60-61页
        3.2.2 理想吸附溶液理论(IAST)第61-62页
    3.3 实验部分第62-68页
        3.3.1 主要试剂与材料第62页
        3.3.2 实验仪器第62-63页
        3.3.3 ZIF-8晶体颗粒的制备与改性第63-64页
        3.3.4 改性ZIF-8样品的表征第64-68页
        3.3.5 CO_2和N_2在改性ZIF-8样品上的吸附等温线测定第68页
    3.4 实验结果与讨论第68-80页
        3.4.1 ZIF-8晶体颗粒的水热稳定性第68-69页
        3.4.2 改性ZIF-8样品的物理性质第69-72页
        3.4.3 改性ZIF-8样品的酸碱性质第72-74页
        3.4.4 H_2O在改性ZIF-8表面上的结合能第74-77页
        3.4.5 CO_2在改性ZIF-8样品的吸附等温线第77-78页
        3.4.6 CO_2在改性ZIF-8样品上的循环吸附-脱附行为第78-79页
        3.4.7 改性ZIF-8样品对CO_2/N_2的选择性第79-80页
    3.5 本章小结第80-82页
第四章 ZIF-8晶体的后合成改性对其CO_2吸附及CO_2/N_2分离性能的影响第82-96页
    4.1 引言第82页
    4.2 分离因子计算理论第82页
        4.2.1 Henry常数定律第82页
        4.2.2 理想吸附溶液理论(1AST)第82页
    4.3 实验部分第82-84页
        4.3.1 主要试剂与材料第82-83页
        4.3.2 实验仪器第83页
        4.3.3 ZIF-8晶体颗粒的制备与改性第83-84页
        4.3.4 改性ZIF-8样品的表征第84页
        4.3.5 CO_2和N_2在改性ZIF-8样品上的吸附等温线测定第84页
    4.4 实验结果与讨论第84-94页
        4.4.1 改性ZIF-8样品的物理性质第84-86页
        4.4.2 CO_2和N_2在改性ZIF-8样品上的吸附等温线第86-88页
        4.4.3 理想吸附溶液理论IAST估算改性ZIF-8样品对CO_2/N_2选择性第88-91页
        4.4.4 CO_2在改性ZIF-8样品上的等量吸附热第91-92页
        4.4.5 水蒸气对ZIF-8样品吸附CO_2/N_2选择性的影响第92-93页
        4.4.6 CO_2在改性ZIF-8样品上的循环吸附-脱附曲线第93-94页
    4.5 本章小结第94-96页
第五章 柱撑类MOFs前改性及其对CO_2/N_2吸附第96-110页
    5.1 引言第96页
    5.2 实验部分第96-101页
        5.2.1 主要试剂与材料第96页
        5.2.2 实验仪器第96-97页
        5.2.3 七种MOFs材料的制备第97-99页
        5.2.4 七种MOFs材料的表征第99-100页
        5.2.5 CO_2和N_2在互穿结构MOFs上的吸附等温线测定第100页
        5.2.6 CO_2和N_2在MOFs上的GCMC模拟第100-101页
    5.3 实验结果与讨论第101-109页
        5.3.1 七种MOFs样品的物理性质第101-102页
        5.3.2 CO_2和N_2在七种MOFs样品上的吸附等温线第102-103页
        5.3.3 CO_2/N_2双组分混合气体在七种MOFs材料上的吸附等温线和选择性第103-106页
        5.3.4 GCMC模拟与IAST模型预测结果的比较第106-109页
    5.4 本章小结第109-110页
第六章 计算模拟CO_2、N_2和H_2O在RHT型金属有机骨架材料上的吸附行为第110-132页
    6.1 引言第110页
    6.2 实验部分第110-115页
        6.2.1 主要试剂与材料第110-111页
        6.2.2 实验仪器第111页
        6.2.3 Cu-TDPAT样品的制备第111页
        6.2.4 Cu-TDPAT样品的表征第111-112页
        6.2.5 CO_2和N_2在Cu-TDPAT样品上的吸附等温线测定第112页
        6.2.6 H_2O在Cu-TDPAT样品上的吸附等温线测定第112页
        6.2.7 GCMC模拟CO_2和N_2在Cu-TDPAT样品上的吸附等温线第112-115页
    6.3 模拟和实验结果与讨论第115-130页
        6.3.1 GCMC模拟中所用力场的验证第115-116页
        6.3.2 Cu-TDPAT材料骨架电荷的影响第116-118页
        6.3.3 GCMC模拟CO_2在Cu-TDPAT在不饱和金属中心Cu~(2+)和路易斯碱性位上的吸附第118-119页
        6.3.4 双组分混合气体(CO_2/N_2)在Cu-TDPAT上的吸附等温线和选择性第119-121页
        6.3.5 不饱和金属位(OMSs)和路易斯碱性位(LBSs)吸附CO_2的特征第121-124页
        6.3.6 水蒸气竞争吸附对MOFs吸附CO_2和N_2的影响第124-130页
    6.4 本章小结第130-132页
结论第132-134页
参考文献第134-149页
附录第149-160页
攻读博士学位期间取得的研究成果第160-162页
致谢第162-164页
附件第164页

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