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【24h】

Design and Characterization of Functional Metal-Organic Frameworks for CO2/CH4 and C2H2/CH4 Separation

机译：用于CO2 / CH4和C2H2 / CH4分离的功能性金属有机骨架的设计和表征

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摘要

Metal Organic Frameworks (MOFs) compared to traditional porous materials, such as zeolites, and active carbons, are the recent class of crystalline porous materials with many special properties, including high surface areas and large internal pore volumes which result in maximum gas-adsorption capacity at high pressure.;MOFs can be assembled from a diverse set of organic linkers and metal ions, which can expose selectivity for particular gases and other analytes. The coordination obtained from organic linkers can provide more flexibility in the final framework structure compared to other robust materials based on pure inorganic composition such as zeolites. This flexibility enables a dynamic behavior in porous coordination network and thus facilitates structural modification without loss of structural integrity.;The development of MOFs for gas separation, several factors (porosity and rigidity of the framework and controlling pore size, and thermal stability) play roles. This dissertation work deals with the development of new strategies towards interpenetration control and tunability of pores to enhance the selectivity of both CO2 and C2H2 impurity removal from CH4, and other hydrocarbon mixtures resulting from industrial processes. In this study, critical to the design process, polyhedron-based metal-organic frameworks were used to direct self-assembly of unique MOF structures. Furthermore, mixed ligand tactics along with hetero-functional and multi-carboxylate ligands were applied as a different source of MOF versatility. The investigation of these materials reveals different crystal sutures having a unique selectivity for CO2 and C2H2 over CH4 during the gas separation, particularly at room temperature.
机译：与传统的多孔材料（例如沸石和活性炭）相比，金属有机骨架（MOF）是最近一类具有许多特殊性质的结晶多孔材料，包括高表面积和较大的内部孔隙体积，可最大程度地吸附气体MOF可以由多种有机连接基和金属离子组装而成，这些有机连接基和金属离子可以显示出对特定气体和其他分析物的选择性。与其他基于纯无机成分的坚固材料（例如沸石）相比，从有机连接基获得的配位可以在最终框架结构中提供更大的灵活性。这种灵活性可以在多孔配位网络中实现动态行为，从而在不损失结构完整性的情况下促进结构修饰。;用于气体分离的MOF的发展，几个因素（骨架的孔隙率和刚度以及控制孔径和热稳定性）起着作用。这篇论文的工作是针对相互渗透控制和孔的可调谐性的新策略的发展，以增强从CH4中去除CO2和C2H2杂质以及工业过程中产生的其他碳氢化合物混合物的选择性。在这项研究中，对设计过程至关重要的是，基于多面体的金属有机框架用于指导独特MOF结构的自组装。此外，混合配体策略以及杂功能和多羧酸盐配体也被用作MOF多功能性的不同来源。对这些材料的研究表明，在气体分离过程中，特别是在室温下，不同的晶体缝线对CH2的CO2和C2H2的选择性具有独特的选择性。

著录项

  • 作者

    Alduhaish, Osamah M.;

  • 作者单位

    The University of Texas at San Antonio.;

  • 授予单位 The University of Texas at San Antonio.;
  • 学科 Inorganic chemistry.;Chemistry.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2017
  • 页码 165 p.
  • 总页数 165
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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