Ag_2O/MOF-101复合材料的合成及吸附脱硫性能研究

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作   者：

王燕;  管旭;  石志强;  蔡旺锋; 

作者机构：

天津大学化工学院; 

关键词：

金属有机框架;  噻吩;  吸附脱硫;  选择吸附; 

期刊名称：

天津大学学报(自然科学与工程技术版)

i s s n：

0493-2137

年卷期：

2020 年 03 期

页   码：

309-316

摘   要：

采用热溶剂法在较低温度下合成了以Cu~(2+)为中心离子、2-溴对苯二甲酸为配体的金属有机框架材料MOF-101,并通过在其表面负载Ag_2O纳米粒子得到Ag_2O/MOF-101复合材料.采用XRD、FT-IR、XRF、SEM、N2吸附-脱附测试等表征手段,得到了MOF-101和Ag_2O/MOF-101复合材料的组成、结构和形貌特征.通过制得的MOF-101和Ag_2O/MOF-101吸附剂在模型油中对噻吩的吸附实验,考察了时间、Ag_2O负载量、温度、油剂比对复合材料吸附脱硫能力的影响.通过MOF-101和Ag_2O/MOF-101在噻吩-正辛烷模型油中的深度脱硫实验发现,Ag_2O的引入增强了吸附剂在低硫浓度的模型油中对痕量含硫化合物的吸附效果.同时,Ag_2O/MOF-101复合材料在较低油剂比条件下的吸附容量高于MOF-101.结果显示,吸附温度为30℃、吸附时间为3 h、Ag_2O负载量为2.7%时,Ag_2O/MOF-101(M)的吸附脱硫能力最佳,将噻吩-正辛烷模型油的硫含量从50×10-6降低至8.2×10-6.通过MOF-101和Ag_2O/MOF-101复合材料在模型油中对噻吩和甲苯的选择性吸附实验,考察了其对噻吩的吸附容量和选择吸附性能.结果表明,Ag_2O/MOF-101复合材料中,基底材料MOF-101为吸附脱硫过程提供活性吸附位点,同时,Ag_2O中的Ag+与含硫化合物中S原子之间的相互作用,使Ag_2O/MOF-101复合材料对含硫化合物的选择性有显著提升.最后对MOF-101和Ag_2O/MOF-101在模型油中对噻吩的吸附过程进行了动力学研究,结果表明,该吸附过程符合准二阶动力学模型,拟合系数在0.990以上.