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CTAB改性cu-btc材料的合成及其吸附分离二甲苯异构体的性能

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化工进展 2024年第1期43卷 455-464页

作者：陈乐种海玲张致慧何明阳陈群常州大学石油化工学院江苏省绿色催化与技术重点实验室江苏常州213164

通过水热法合成cu-btc晶体的过程中添加十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),通过调节CTAB的添加量对吸附材料的形貌和孔结构进行改性,改性后的cu-btc材料与原cu-btc相比,其对对二甲苯(PX)的静态吸附量明显提高,且高于间二甲苯(MX)和邻二甲苯(O... 详细信息

通过水热法合成cu-btc晶体的过程中添加十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),通过调节CTAB的添加量对吸附材料的形貌和孔结构进行改性,改性后的cu-btc材料与原cu-btc相比,其对对二甲苯(PX)的静态吸附量明显提高,且高于间二甲苯(MX)和邻二甲苯(OX),从而提高了异构体的吸附选择性。研究了二甲苯异构体在cu-btc-CTAB材料上的静态吸附性能和吸附动力学性能。在298K、318K和338K温度下进行了一系列二甲苯有机蒸气吸附平衡实验,得到了静态吸附速率曲线和吸附等温线。改性材料中CTAB添加量为0.08%的cu-btc-CTAB样品对PX的吸附量和选择性最优。动力学研究表明,二甲苯异构体在cu-btc-CTAB上的吸附过程可以用一级动力学模型来描述。

关键词： cu-btc CTAB改性吸附分离二甲苯异构体

cu-btc/BiOBr复合光催化剂的制备及性能

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大连工业大学学报 2024年

作者：李雪郑楠王宇董晓丽大连工业大学轻工与化学工程学院

通过二次水热法制备了cu-btc/BiOBr(cu-btc/BOB)复合光催化剂。分别利用SEM、XRD、DRS、电化学等表征方法对所制备的光催化剂进行形貌、晶体结构、光学特性、电化学特性的研究。通过在模拟可见光下对罗丹明B(RhB)进行降解考察cu-btc/BO... 详细信息

通过二次水热法制备了cu-btc/BiOBr(cu-btc/BOB)复合光催化剂。分别利用SEM、XRD、DRS、电化学等表征方法对所制备的光催化剂进行形貌、晶体结构、光学特性、电化学特性的研究。通过在模拟可见光下对罗丹明B(RhB)进行降解考察cu-btc/BOB复合材料的光催化活性。实验结果表明，cu-btc/BOB复合材料的降解效果均明显优于cu-btc和BiOBr，cu-btc与BiOBr质量比为25:100的复合材料光催化性能最佳，在60 min内对RhB的降解效率可达96.3%，经过3次循环后仍有一定的光催化活性。

关键词： cu-btc 溴氧化铋光催化剂光催化降解罗丹明B

Hydrogen Purification Performance of Pressure Swing Adsorption Based on cu-btc/zeolite 5A Layered Bed

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2022年第5期37卷 815-822页

作者：孙康杨天麒 MA Shuo YE Feng XIAO Jinsheng Hubei Research Center for New Energy&Intelligent Connected Vehicle and Hubei Key Laboratory of Advanced Technology for Automotive Components School of Automotive EngineeringWuhan University of TechnologyWuhan430070China Intelligent Manufacturing and Automobile School Chongqing College of Electronic EngineeringChongqing401331China School of Artificial Intelligence Jianghan UniversityWuhan430056China

A pressure swing adsorption (PSA) hydrogen purification model for the four-component gas (H_(2)/CO_(2)/CH_(4)/CO=73/16/8/3 mol%) in a layered bed packed with cu-btc and zeolite 5A was established to achieve better hydrogen purification performance.By comparing its simulation results with the experimental data,the adsorption isotherm model was validated and could be used to accurately describe the adsorption process of the gas mixture on the two adsorbents.The breakthrough curves of the mixed gas on the layered bed were studied to verify the correctness of the established simulation models.Based on the validated model,the performance of the PSA system based on the layered bed was carried out,including the hydrogen purity and recovery.The simulation results show that the hydrogen purification system based on the layered bed model can achieve hydrogen purity of 95.469% and hydrogen recovery of 83.219%.Moreover,a parametric study was carried out and its results show that reductions in feed flow rate and adsorption time result in an increase in hydrogen purity and a decrease in hydrogen recovery.A longer equalization time between the two adsorption beds can simultaneously increase the hydrogen purity and recovery.

关键词： hydrogen purification pressure swing adsorption layered bed cu-btc zeolite 5A

Synthesis,characterization and experimental investigation of cu-btc as CO_2 adsorbent from flue gas

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Journal of Environmental Sciences 2012年第4期24卷 640-644页

作者： Jiangkun Xie Naiqiang Yan Zan Qu Shijian Yang School of Environmental Science and Engineering Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China

Porous cu-btc material was synthesized by the solvothermal method. Powder X-ray diffraction （PXRD） was used to test the phase purity of the synthesized material and investigate its structural stability under the influence of flue gas components. The thermal stability of the material was determined through thermal gravimetric （TG） analysis. Scanning electron microscopy （SEM） was employed to study the microstructure of the material. cu-btc was demonstrated not only to have high CO2 adsorption capacity but also good selectivity of CO2 over N2 by means of packed bed tests. The adsorption capacity of cu-btc for CO2 was about 69 mL/g at 22℃. The influence of the main flue gas components on the CO2 capacity of the material were discussed as well.

关键词： cu-btc CO2 capture structural stability influence of flue gas components

凝胶法制备cu-btc块体及其吸附脱除二甲基二硫醚性能

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石油学报（石油加工） 2023年第2期39卷 321-330页

作者：钱程赵洋陈宇翔姜豪娄悦牛成孙辉沈本贤赵德银常小虎华东理工大学化工学院石油加工研究所上海200237 华东理工大学绿色能源化工国际联合研究中心上海200237 中国石化西北油田分公司新疆乌鲁木齐830011

金属有机骨架材料cu-btc具有高孔隙率、易调控的骨架结构以及含过渡金属等特点,是吸附脱除硫化物的优异材料。采用凝胶法在常温条件下制备块状样品cu-btc-g,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Ram... 详细信息

金属有机骨架材料cu-btc具有高孔隙率、易调控的骨架结构以及含过渡金属等特点,是吸附脱除硫化物的优异材料。采用凝胶法在常温条件下制备块状样品cu-btc-g,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附-脱附等手段对其进行分析表征,同时测定cu-btc-g样品对模型硫化物二甲基二硫醚(DMDS)的静态吸附容量、吸附热力学和动力学特性。结果表明:凝胶法制备的cu-btc-g样品晶体平均尺寸约为0.2μm、比表面积为901 m^(2)/g、孔体积为0.40 cm^(3)/g,晶体尺寸、比表面积和孔体积均小于溶剂热法合成的样品cu-btc-s;在吸附温度298 K下,cu-btc-g样品的DMDS吸附容量为110.8 mg/g,比cu-btc-s样品提高12%。

关键词： cu-btc 凝胶法吸附二甲基二硫醚

改性氮化碳/铜基MOF纳米复合材料修饰电极对草甘膦的电化学检测研究

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聊城大学学报（自然科学版） 2024年第3期37卷 22-33页

作者：王琪刘瑶舒傲澜熊婵如陈星合肥工业大学工业装备与技术研究院安徽合肥230009 合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009

使用铜基MOF材料(cu-btc)和含羰基杂环的介孔氮化碳(CN)合成的纳米复合材料修饰电极构建了电化学传感器,采用差分脉冲伏安法检测水环境中的草甘膦。该传感器的检测机理是通过cu^(2+)与草甘膦发生络合反应,使得响应电流发生降低。所制备... 详细信息

使用铜基MOF材料(cu-btc)和含羰基杂环的介孔氮化碳(CN)合成的纳米复合材料修饰电极构建了电化学传感器,采用差分脉冲伏安法检测水环境中的草甘膦。该传感器的检测机理是通过cu^(2+)与草甘膦发生络合反应,使得响应电流发生降低。所制备的材料通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射技术、X射线光电子能谱和傅立叶变换红外光谱等进行表征,确认了其形貌与结构。实验结果表明,该传感器具有高的灵敏度,检出限为0.1576 pg/L,线性范围为10^(-6)~10^(-12)g/L,对草甘膦具有良好的选择性。当评估该传感器以检测实际水样中的草甘膦时,回收率达到94%~107%,表现出很高的准确性和实用性。

关键词：差分脉冲伏安法 cu-btc 介孔氮化碳电化学检测草甘膦

TEPA改性cu-btc@SiO复合气凝胶制备及其捕集CO特性研究

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煤炭科学技术 2023年

作者：周刚杨思奥王凯丽董晓素柳茹林孙彪徐翠翠山东科技大学安全与环境工程学院山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地

在“碳达峰、碳中和”这一国家重大战略背景下，CO2捕集已经成为当前重大科技发展方向。固体吸附剂吸附法在CO2的捕集过程中应用广泛，其中SiO2气凝胶具有成本低、合成方法灵活、分离效率高、表面易修饰等优点。然而，SiO2气凝胶材料也... 详细信息

在“碳达峰、碳中和”这一国家重大战略背景下，CO2捕集已经成为当前重大科技发展方向。固体吸附剂吸附法在CO2的捕集过程中应用广泛，其中SiO2气凝胶具有成本低、合成方法灵活、分离效率高、表面易修饰等优点。然而，SiO2气凝胶材料也存在CO2/N2吸附选择性低，CO2吸附容量有待继续提高等缺陷。为解决上述问题，本文制备了一种cu-btc@SiO2复合气凝胶CO2吸附材料。首先，利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和氮气吸脱附测试对材料表面化学和孔隙结构进行了系统表征。然后，通过二氧化碳吸附测试对其CO2吸附量、选择性吸附、循环吸附进行了研究。最后，采用理论与实验研究结合的方法，对吸附剂的CO2吸附动力学进行了研究。结果表明，cu-btc与SiO2气凝胶具有结构协同作用，与cu-btc复合后的SiO2气凝胶不会改变材料的Si-O-Si骨架结构，同时可以保持cu-btc的晶体结构不受到损坏。复合材料具有726.431 m2/g的高比表面积，570.781 m2/g的微孔比表面积和0.184 cm3/g的高微孔体积。负载四乙烯五胺(TEPA)后CO2吸附量高达3.20mmol/g，CO2/N2选择性吸附系数为40.8，循环10次CO2吸附循环，吸附容量仅下降14%，提高了SiO2气凝胶材料的CO2吸附容量和吸附选择性。Avrami分数动力学模型对吸附实验结果拟合相关系数为0.99，且Avrami指数nA为1.9表明吸附剂对CO2的吸附是非均质的多层吸附，既有物理吸附又有化学吸附，且以物理吸附为主。利用具有丰富微孔结构的金属有机骨架材料cu-btc与SiO2气凝胶进行复合，使复合材料具有分级微/介孔结构，通过增强分子间作用力(范德华力)来增强材料对CO2的物理吸附；使用TEPA对材料进行浸渍改性，利用有机胺和酸性气体之间的酸碱相互作用来增强材料对CO2的化学吸附。

关键词： SiO 气凝胶 cu-btc CO 吸附吸附动力学碳中和

形貌可控的石墨烯/cu-btc复合物对VOCs吸附性能研究

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化工新型材料 2023年第7期51卷 225-230页

作者：唐波白彪财常州大学石油工程学院常州213016

制备还原氧化石墨烯(RGO)和cu-btc,并进一步通过水热反应将两者结合制备高性能吸附剂用于吸附挥发性有机物(VOCs)。通过对水热过程中反应温度和反应时间的调整,实现对复合吸附剂中RGO材料形貌的控制,进而实现对不同气体吸附能力的调控... 详细信息

制备还原氧化石墨烯(RGO)和cu-btc,并进一步通过水热反应将两者结合制备高性能吸附剂用于吸附挥发性有机物(VOCs)。通过对水热过程中反应温度和反应时间的调整,实现对复合吸附剂中RGO材料形貌的控制,进而实现对不同气体吸附能力的调控。结果表明:优化后的复合材料对甲醇和乙醇的吸附量分别达到13.6mmol/g和9.68mmol/g。复合材料中RGO的形貌对其在高温下的稳定性具有重要的影响,当RGO为纳米片状时,复合吸附剂的高温稳定性最好。此外,所制备的复合材料具有较大的比表面积和溶液中的高稳定性,复合RGO后其吸附溶液中的罗丹明B量比纯cu-btc高18.9%,表明其在污水净化领域也具有潜在的应用。

关键词：石墨烯 cu-btc 吸附能力甲醇乙醇

基于cu-btc的2,4-二氯苯酚电化学传感器研究

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传感器与微系统 2022年第7期41卷 13-16页

作者：司晨曦高翔曹可郑丹上海应用技术大学化学与环境工程学院上海201418

利用水热合成法制备了金属有机框架(MOFs)材料-铜-1,3,5-苯三甲酸(cu-btc)。研制了一种基于cu-btc复合纳米导电碳粉(VXC-72)修饰玻碳电极(GCE)的电化学传感器,用于2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的敏感检测。利用循环伏安(CV)法和差分脉冲伏安(D... 详细信息

利用水热合成法制备了金属有机框架(MOFs)材料-铜-1,3,5-苯三甲酸(cu-btc)。研制了一种基于cu-btc复合纳米导电碳粉(VXC-72)修饰玻碳电极(GCE)的电化学传感器,用于2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的敏感检测。利用循环伏安(CV)法和差分脉冲伏安(DPV)法研究传感电极cu-btc@VXC-72/GCE的电化学性能,确定了cu-btc︰VXC-72为1︰1.5(质量比),磷酸盐缓冲液(PBS)pH值为7,以及扫描速度50 mV/s的最佳电化学响应条件。DPV结果表明:在最佳响应条件下,5×10^(-7)~8×10^(-6)mol/L的2,4-DCP浓度范围内,氧化峰电流与2,4-DCP浓度呈现良好的线性关系,检测限可达7.895×10^(-8)mol/L;同时,cu-btc@VXC-72/GCE传感电极在2,4-DCP的敏感检测中表现出强的抗干扰能力和好的稳定性,20天连续测定后的氧化峰电流衰减不足20%。

关键词：电化学传感器 cu-btc 金属有机框架 2,4-二氯苯酚敏感检测