关键词:
微波合成
金属有机框架
MIL-101(Cr)材料
储氢
吸附动力学
摘要:
以Cr^(3+)为金属离子、对苯二甲酸(H_(2)BDC)为配体,采用微波水热技术合成MIL-101(Cr)材料,探索传统加热方式及微波法对MIL-101(Cr)结构的影响。基于微波水热法,考察晶化温度、时间、氢氟酸调节剂对MIL-101(Cr)结构、形态的调控,研究了MIL-101(Cr)材料对氢气的吸附情况,并采用XRD、SEM和N_(2)吸附-脱附等手段对其结构进行表征。结果表明,当Cr^(3+)/H_(2)BDC/氢氟酸摩尔比为1/1/0.2、晶化温度483 K和时间1.0 h时,制备的MIL-101(Cr)材料结晶度最优,并呈现出规整的八面体形状,其比表面积高达3536 m^(2)/g。在温度77 K、压力0~5 MPa的条件下,MIL-101(Cr)材料的氢气吸附量达到5.79%(质量分数)。此外,对MW-5储氢的吸附动力学过程进行探究,通过LDF模型计算得到其晶内扩散系数为9.62×10^(-17)m^(2)/s,说明氢分子在MW-5材料中有较快的扩散率。