【摘 要】
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低温蒸馏技术是进行气体分离的一个重要工业流程,但是在应用过程中存在高能耗及重污染等问题。金属有机框架(Metal-Organic Frameworks,亦称作MOFs)由于有高比表面积,永久孔隙度等优点在气体分离提纯方面有望取代传统低温蒸馏分离技术应用工业实践。MOFs材料作为吸附剂在实际应用过程中,外界温度对吸附材料的分离效果有着重要的影响。其一,对MOFs材料本身来说,大多数材料(包括MOFs
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低温蒸馏技术是进行气体分离的一个重要工业流程,但是在应用过程中存在高能耗及重污染等问题。金属有机框架（Metal-Organic Frameworks,亦称作MOFs）由于有高比表面积,永久孔隙度等优点在气体分离提纯方面有望取代传统低温蒸馏分离技术应用工业实践。MOFs材料作为吸附剂在实际应用过程中,外界温度对吸附材料的分离效果有着重要的影响。其一,对MOFs材料本身来说,大多数材料（包括MOFs）都有热胀冷缩效应,在低温下MOF材料的结构会发生一定的收缩,从而会影响到动态气体吸附容量;其二,对气体分子来说,温度越高就越活跃,气体分子在MOFs孔道内部扩散速率越快;而在低温下,气体分子活跃度降低,扩散速率也就随之变慢。但是很少有报道研究温度对MOF材料分离效果的影响。本文选用对CO2/CH4分离方面有着很好分离性能的UTSA-16、Co-MOF-74、ZIF-8、UiO-66、UiO-66-NH2五种材料,通过穿透实验,研究了273K,298K,313K,323K温度下这五种材料分离CO2/CH4的效果,结果显示Co-MOF-74、ZIF-8、UiO-66、UiO-66-NH2随着温度的降低,分离效果呈现线性增加关系,与上述四种不同,UTSA-16在273K下分离效果比298K时差,其原因可能是UTSA-16在低温下结构有一些收缩,因此在动态穿透实验中,CH4和CO2的动态平衡吸附容量都有所降低,相比298K,在273K穿透实验中分离效果变差。通过这项研究,有助于推进MOFs运用于实际的步伐。官能团对金属有机框架（MOFs）的吸附性能有一定的影响,特别是氨基（-NH2）,因为氨基基团有时会作为路易斯碱性基团与酸性气体分子（如:CO2）产生强的相互作用,从而导致选择性气体吸附能力增强。但是,并非所有MOF材料在氨基官能化后都会提高其气体吸附性能。本文通过水热法合成FJU-31及氨基官能化的新化合物,FJU-31-NH2,具有很好的热稳定性,通过静态吸附,氨基基团并未对FJU-31-NH2的吸附选择性有积极作用,有可能会对孔道堵塞从而使MOFs的选择性气体吸附能力减弱。并发现FJU-31的固态荧光因为其孔道内客体分子（溶剂分子）的不同,在紫外光的激发下,通过CIE计算,其发光区域移至白光区的现象。
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