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随着各种高尖端科技的不断发展，对于工业气体的品质要求也越来越高，尤其在纯度方面的指标更是越来越严苛。在气体众多的杂质中，H2O是属于比较特别的一类，它具有独特的物理化学性质，容易同一些气体分子产生氢键，所以水在杂质中是最难脱除的。在工业上常用的脱水方法种类繁多，而吸附分离法由于操作简单、净化度较高的缘故，所以在水分脱除方面应用广泛。但是传统的吸附干燥剂已经无法满足深度脱水的要求，因此，开发一种具有较高的脱水深度、较大的吸附量且易于再生的吸附干燥剂对于深度脱水来说具有重要意义。 论文设计搭建了一套超深度脱水吸附评价装置，制备了系列经碱金属和碱土金属阳离子改性NaX分子筛吸附剂，并测定了其超深度脱水性能。测定结果显示，所制备的样品都具备超深度脱水性能，仅BaNaX除外。其中以交换度为90％的CaNaX的效果最佳，净化度达到33 ppb，气体处理能力为90811L/g。制备了交换度分别为26％、46％、69％的CaNaX-1、CaNaX-2、CaNaX-3分子筛样品，并测试了其超深度脱水性能。测试结果显示，随着交换度的增加，三种样品的气体处理量并没有明显的变化，净化度则分别提升至41 ppb、36ppb、35 ppb，而在这种级别的纯度范围内，每提升一个ppb都是非常困难的，所以综合以上结果可以得出，随着Ca2+交换度的增加，分子筛的超深度脱水性能逐渐提高。 鉴于金属有机骨架材料(MOFs)在水分吸附领域研究越来越热，论文合成了HKUST-1、MIL-101(Cr)、MIL-100(Fe)、ZIF-8、UiO-66五种典型MOFs。测定了五种MOFs的超深度脱水性能，性能降序排列为:UiO-66＞HKUST-1＞MIL-100(Fe)＞MIL-101(Cr)＞ZIF-8。但是从整体观察，这几种材料的超深度脱水领域的表现并不尽如人意，与传统的吸附干燥剂沸石分子筛相比，无论是净化度还是吸附容量，差距都是较大的。探讨了MOFs超深度脱水性能较差的原因，结果表明，MOFs内部的有机配体是大量存在的，甚至占据了大部分的内表面区域，这就导致了金属有机骨架材料内部大片非极性区域的形成，也就直接体现于其与水分子之间的作用力不够强大，而这便阻碍了其对于水分子的吸附。 不同的工业生产过程对于气体中水分含量的要求是不同的，为了能够吸附脱除含水量较高气体中的水分，设计搭建了一套深度脱水动态水分吸附评价装置，测定了常规吸附干燥材料NaX分子筛、硅胶、和γ-Al2O3的深度脱水性能。从结果可以看出，NaX分子筛的净化度最高，硅胶的穿透时间最长。探索了基于凹凸棒土和HKUST-1的杂化材料，合成了凹凸棒土含量为5 wt％、10 wt％和20 wt％的杂化材料HA5、HA10和HA20，测试并比较了其深度脱水性能。测定结果显示，三种杂化材料的深度脱水性能介于凹凸棒土与HKUST-1之间，但是更接近于HKUST-1。尤其是HA5，其整体吸水性能只是较HKUST-1有了极其略微的下降。测定了杂化材料HA5的稳定性，结果表明，HA5有着较好的稳定性。