MIL-101的制备及其VOCs吸附性能研究
2020-07-21朱文健刘建峰胡小才袁爱华陈海丰
朱文健,刘建峰,胡小才,杨 振,袁爱华,陈海丰,唐 盛
(1.江苏科技大学 冶金与材料工程学院,张家港 215600) (2.上海外高桥造船有限公司, 上海 200120) (3.江苏科技大学 环境与化学工程学院,镇江 212003) (4.江苏科技大学 海洋装备研究院,镇江 212003)
在工业生产中存在着严重的空气污染问题,其中PM2.5和臭氧的前体物——挥发性有机化合物(volatile organic compounds, VOCs)的排放不仅会造成环境污染,而且会对周边人群和生物健康产生危害,因此已引起社会的高度重视.目前,工业VOCs的治理普遍采用活性炭吸附浓缩+催化燃烧工艺,但活性炭具有吸附容量小、吸附位点易失活等缺点.随着最新环保法的实施,国家对VOCs的排放要求越来越严格,传统的活性炭吸附材料已难以满足企业VOCs治理并达标排放的标准,因此,寻找新型吸附剂并实现其商业化应用是当前研究热点[1].金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)因具有化学结构可调、高孔体积和比表面积大等优点,已成为当前最具应用前景的新型气体吸附材料[2].MOFs与VOCs之间的吸附机制主要依靠物理填孔作用,其吸附效果与吸附剂及吸附物质的几何形状和外层电子性质有关.制备经济性、高吸附性和潜在工业应用价值的MOFs材料是当前的研究热点[3].
MIL-101最早由法国Ferey课题组率先合成,它在气体吸附和催化方面具有较好的应用前景.目前,有关MIL-101大多采用氢氟酸为添加剂制得,且很少能够达到3 100 m2/g的BET比表面积,文献报道的MIL-101比表面积大多在2 200 m2/g左右.研究表明,在合成过程中以氢氟酸为添加剂时,反应温度会对MIL-101的结晶度和吸附性能有较大影响.文献[4]发现,用氢氟酸为添加剂在170~200 ℃制备的MIL-101结晶度低于220 ℃[4];……
