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二氧化物气体在Cu-BTC中的分子筛效应理论计算

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功能材料 2016年第10期47卷 10107-10112页

作者：翟尚宇李维学戴剑锋王青陈立晶兰州理工大学理学院兰州730050

以构型导向Monte Carlo（CBMC）方法模拟了体系温度为298 K,气体压强为0．1~100 kPa下Cu-BTC对SO2、CO2、NO2吸附密度分布.并利用密度泛函理论（DFT）研究了Cu-BTC单元结构对客体分子（SO2、CO2、NO2）的吸附能.结果表明,Cu-BTC 单元结... 详细信息

以构型导向Monte Carlo（CBMC）方法模拟了体系温度为298 K,气体压强为0．1~100 kPa下Cu-BTC对SO2、CO2、NO2吸附密度分布.并利用密度泛函理论（DFT）研究了Cu-BTC单元结构对客体分子（SO2、CO2、NO2）的吸附能.结果表明,Cu-BTC 单元结构对 SO2具有更高的吸附能.在比较了3种气体吸附过程后,进一步指出,在单一气体吸附与竞争吸附过程中,Cu-BTC对二氧化物气体粒子分子筛效应是其本身的结构能量差异以及客体分子能量差异综合作用的结果.

关键词： CBMC DFT Cu-BTC SO2 分子筛效应吸附

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分子筛效应在水工材料中的研究应用初探

吉林水利 2005年第2期 11-13页

作者：王宪国董建伟吉林省水利科学研究院吉林长春130022

　对在实验中发现的某些具有分子筛效应的材料进行了分析研究,认为研究利用某些廉价材料的分子筛效应,将在绿化混凝土应用研究、混凝土AAR的抑制、盐碱性土地的改造中发挥作用。

关键词：分子筛效应绿化混凝土混凝土AAR 盐碱地改造

PAN基ACF的吸脱附性能及其分子筛效应的研究

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炭素技术 1996年第4期15卷 18-21页

作者：李左江贺福王茂章中科院山西煤化所

研究了ＰＡＮ基活性炭纤维（ＡＣＦ）的吸脱附性能。结果表明，ＰＡＮ基ＡＣＦ的吸附具有微孔吸附的特征，它对有机溶剂蒸汽有较高的吸附容量和极快的吸附／脱附速度。在吸附时，ＰＡＮ基ＡＣＦ呈现出明显的分子筛效应。

关键词：吸附分子筛效应活性炭纤维孔结构吸附纤维

基于半刚性配体的柔性超微孔金属有机骨架的合成及其尺度选择性二氧化碳捕获

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无机化学学报 2022年第12期38卷 2459-2468页

作者：赵敏吴栋江飞龙陈其辉洪茂椿福建师范大学化学与材料学院福州350007 中国科学院福建物质结构研究所福州350002

基于半刚性的配体3′,5′-di(1H-1,2,4-triazol-1-yl)-(1,1′-biphenyl)-3,5-dicarboxylic acid (H_(2)DTBDA)和硝酸钴制备了一个柔性超微孔的金属有机骨架{[Co(DTBDA)]·4H_(2)O}_(n)(FJI-H35),并对该材料的结构进行了系统的表征。FJI-H35活化以后可以发生自适应的结构转变,使得孔径从0.43 nm收缩到0.37 nm。气体吸附测试表明FJI-H35可以从氮气和甲烷中选择性捕获二氧化碳,具有很高的吸附选择性和相对低的吸附焓。突破实验进一步证实FJI-H35可以从二氧化碳/氮气(15∶85,V/V)和二氧化碳/甲烷(50∶50,V/V)混合气中高效选择性捕获二氧化碳。

关键词：金属有机骨架结构转变二氧化碳捕获分子筛效应选择性吸附

生物金属有机框架ZnBTCA对CO2的选择性吸附性能

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无机化学学报 2019年第11期35卷 2083-2088页

作者：才红吴光伟赖佳丽陈锦萍陈燕飞李丹韩山师范学院化学与环境工程学院潮州521041 暨南大学化学与材料学院广州510632

采用溶剂热法制备的生物金属有机框架ZnBTCA,在CO2的吸附过程中表现出有趣的主客体化学现象,通过计算发现随着CO2吸附量的增加,吸附焓逐渐增大。采用4种模型分别对其进行拟合,并通过理想吸附溶液理论模拟预测ZnBTCA对二元混合气体的选择... 详细信息

采用溶剂热法制备的生物金属有机框架ZnBTCA,在CO2的吸附过程中表现出有趣的主客体化学现象,通过计算发现随着CO2吸附量的增加,吸附焓逐渐增大。采用4种模型分别对其进行拟合,并通过理想吸附溶液理论模拟预测ZnBTCA对二元混合气体的选择性,试图找到ZnBTCA反常吸附行为的合理解释:ZnBTCA带有氨基和N-活性位点,且孔道内含有大量的客体离子。虽然ZnBTCA孔径较大,但由于其本身的阴离子框架,孔道中的(CH3)2NH2+抗衡离子并未完全去除而降低了可接触的微孔体积,在吸附过程中存在分子筛效应,在二元混合气体中对CO2具有很高的吸附选择性。

关键词：金属有机框架主客体化学气体吸附分子筛效应

酸性氧化物气体在Cu-BTC中的吸附行为仿真模拟

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酸性氧化物气体在Cu-BTC中的吸附行为仿真模拟

作者：翟尚宇兰州理工大学

学位级别：硕士

Cu-BTC是由二聚铜-苯-1,3,5-三羧酸酯为基本骨架单元所构成的周期性骨架材料,本文使用构型偏移蒙特卡罗方法模拟了三种室温下随气体逸度不断升高的二氧化物气体(SO,CO,NO)在Cu-BTC的吸附量,吸附位以及吸附能分布。并最终利用密度泛函理... 详细信息

Cu-BTC是由二聚铜-苯-1,3,5-三羧酸酯为基本骨架单元所构成的周期性骨架材料,本文使用构型偏移蒙特卡罗方法模拟了三种室温下随气体逸度不断升高的二氧化物气体(SO,CO,NO)在Cu-BTC的吸附量,吸附位以及吸附能分布。并最终利用密度泛函理论进一步解释了存在于Cu-BTC基本骨架单元不同位点的气体分子吸附机理。研究结果如下:在单体吸附条件下,三种氧化物气体中SO的吸附量最高,并迅速占据高活性位点,使其具有较高的吸附能,从吸附点位来看,CO的吸附位主要集中在四面体孔道,并存在向主孔道逸散的趋势,根据能量分布曲线可知,在单体吸附下CO具有明显的双峰趋势,其吸附过程主要体现在四面体孔道和主孔道,其中与四面体孔道的结合更为紧密。NO的吸附量始终较低,并游离在晶体表面。在混合吸附条件下(SO:CO:NO=1:1:1),SO更强的分子间作用力使其他气体分子不再具有吸附优势,从而被挤出孔道之外。从三种气体吸附能分布也可以看出CO在单体吸附条件下的吸附初期,具有双峰优势,由于SO更强的范德瓦尔斯作用,而消失在竞争吸附的过程中。在吸附这三种气体时,Cu-BTC的基本骨架单元所对应的主孔道,以及四面体孔道,因基本骨架的夹角不同而呈现出截然不同的电荷密度分布,故可以说明,结构紧凑的四面体孔道对气体分子具有更强的范德瓦尔斯作用。在三种气体分子中SO的电荷密度等高线分布范围最广,吸附能最高,说明结合最为紧密。由于较高的吸附优势,使得SO在三点位的氧化物气体中形成分子筛效应。使用蒙特卡洛方法与密度泛函理论相结合可以从晶体的物理吸附与单元骨架能量吸附与结构吸附,多种角度对金属有机骨架材料进行有效分析,有望为高分子复杂结构吸附材料的结构改进及选型,提供可靠理论判据。

关键词：构型偏移蒙特卡罗密度泛函理论 Cu-BTC 吸附分子筛效应

聚丙烯酰胺或聚丙烯酸与聚苯乙烯组成的互穿聚合物网络

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聚丙烯酰胺或聚丙烯酸与聚苯乙烯组成的互穿聚合物网络

作者：肖红波湖南师范大学

学位级别：硕士

互穿聚合物网络(IPN)作为新的共混方法,在新型聚合物材料研制领域备受人们关注,已经广泛用于工程材料和功能高分子材料的改性。但是,到目前为止,在见诸文献报道的互穿聚合物中,组成IPN的聚合物网络的亲水性或疏水性是相同或相近,有关由... 详细信息

互穿聚合物网络(IPN)作为新的共混方法,在新型聚合物材料研制领域备受人们关注,已经广泛用于工程材料和功能高分子材料的改性。但是,到目前为止,在见诸文献报道的互穿聚合物中,组成IPN的聚合物网络的亲水性或疏水性是相同或相近,有关由疏水-亲油交联聚合物和亲水性交联聚合物组成IPN的研究报道还很少。另外,关于IPN的吸附分离材料的报道也很少。我们以丙烯酸甲酯和异氰尿酸三烯丙酯悬浮共聚,制备了交联聚丙烯酸甲酯(PMA),然后用二乙烯基苯、苯乙烯和过氧化苯甲酰的混合油相,按一定的比例,充分溶胀交联PMA树脂,悬浮聚合,得到聚丙烯酸甲酯-聚苯乙烯互穿树脂(PMA-PS IPN)。再用二乙烯三胺对PMA-PS互穿树脂进行胺解得到由亲水性的交联聚丙烯酰胺(PAM)和疏水-亲油的交联聚苯乙烯(PS)组成的PAM-PS互穿聚合物,或者用氢氧化钠对PMA-PS互穿树脂进行水解,得到由亲水性的交联聚丙烯酸(PAA)和疏水-亲油的交联聚苯乙烯(PS)组成的PAA-PS互穿聚合物。我们用示差扫描量热分析(DSC)分析各互穿树脂。研究证实:(1) 随着第一网络PMA交联度的增加,PMA-PS互穿树脂的相容性增加;第二网络PS的交联度增加,PMA-PS互穿树脂的相容性增加;(2) 当PMA-PS互穿树脂中PS的质量分数较少时,相容性较好,随着PS的质量分数增加,相分离程度增加;(3) 功能基化后,也能得到相容性较好的亲水-疏水的互穿树脂,即亲水网络聚丙烯酰二乙烯三胺(PAM)和聚丙烯酸(PAA)与疏水网络聚苯乙烯(PS)确实形成了相容性较好的亲水-疏水互穿聚合物网络。溶胀实验表明:(1) 第一网的交联度的增加,亲水-疏水互穿树脂的溶胀性大大降低,交换量也下降;(2) 第二网的交联度的增加,亲水-疏水互穿树脂的溶胀性和交换量也降低,但影响强度明显不如第一网的交联度的影响;(3) 两网质量比对溶胀性能和弱碱交换量也有强烈的影响。PS(疏水部分)所占的比例升高,溶胀度和交换量都

关键词：互穿聚合物网络(IPN) 示差扫描量热分析(DSC) 聚合物共混物的相容性吸附分子筛效应

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含有氢键受体的吸附树脂的合成及吸附性能

含有氢键受体的吸附树脂的合成及吸附性能

作者：黄贱苟湖南师范大学

学位级别：硕士

在水体系或非水体系中通过吸附分离清除或回收典型的有机化合物已受到越来越多的研究工作者的关注。在吸附分离过程中，吸附质与吸附剂之间的作用机理越单一，吸附选择性越高。氢键在吸附分离中很有应用价值，氢键较低的键能保证了氢键... 详细信息

在水体系或非水体系中通过吸附分离清除或回收典型的有机化合物已受到越来越多的研究工作者的关注。在吸附分离过程中，吸附质与吸附剂之间的作用机理越单一，吸附选择性越高。氢键在吸附分离中很有应用价值，氢键较低的键能保证了氢键吸附的可逆性，氢键的方向性与短程性赋予了氢键吸附的选择性。因此，将氢键供/受体负载到高分子吸附剂的骨架结构上，将氢键作用引入到吸附分离中有广阔的应用前景。本论文主要包括两大部分：第一大部分，在综述氢键吸附与氢键吸附剂研究进展的基础上，研究了D301树脂和大孔交联酰胺基树脂对环己烷溶液中苯酚的吸附性能及吸附热力学。结果表明，D301树脂和大孔交联酰胺基树脂都能够通过氢键对环己烷溶液中的苯酚进行吸附。同时还研究了这两种树脂对水溶液中苯酚的吸附性能及吸附热力学，结果发现，这两种树脂对水溶液中苯酚的吸附是基于氢键与疏水作用的协同作用。合成了含有悬挂醚键的大孔交联聚苯乙烯树脂，研究了它们对正己烷溶液中苯酚的吸附性能。结果表明，这些树脂都能够通过氢键对正己烷溶液中的苯酚进行吸附。利用微分吸附焓的计算值及微分吸附焓的之间差别，明确了大孔交联聚(苯基对乙烯基苄基醚)对正己烷溶液中苯酚的吸附过程中存在三中心氢键。同时，这几种醚类树脂对水溶液中苯酚的吸附性能也进行了讨论。第二大部分，合成了三种交联度分别为4％、8％和12％的凝胶型交联酰胺基树脂，将这三种树脂应用到正己烷溶液中吸附分离苯酚、间甲酚、2，3，5-三甲基苯酚、双酚A、β-萘酚和酚酞。结果表明，由于交联度不同，凝胶型交联酰胺基树脂在正己烷溶液中的溶胀度也不同，这三种不同交联度的树脂对正己烷溶液中的苯酚，间甲酚，2，3，5-三甲基苯酚，双酚A，β-茶酚以及酚酞表现出不同的吸附性能。交联度越低，吸附量越大，选择性越低，交联度越高，吸附量越小，选择性越高;交联度12％的凝胶型酰胺基树脂对正己烷溶液中分子体积较大的酚酞不吸附，但对分子体积较小的酚类物质有吸附，表现出了分子筛效应。可望应用于结构类似而分子体积大小不同的有机物特别是天然有机物的吸附分离。

关键词：氢键氢键吸附剂吸附性能吸附热力学协同效应三中心氢键分子筛效应