金属有机配合物的合成和表征及储氢性能
作为一种清洁无污染的新能源，氢能源具有无可比拟的潜在开发价值，而安全、经济的储氢技术是氢能开发与利用的一个关键环节。金属有机配合物是一类由金属中心离子与有机配体自组装而成的新型材料，具有高比表面积、大孔容积和可调孔径特性，在氢气储存领域具有广阔应用前景。 储氢材料性能主要用压力-吸附量-温度曲线(P-C-T)来表征，因此测试装置的设计对储氢材料的研发具有重要意义。采用差压体积法原理完善和调试了一套储氢性能测试装置，该装置的最高测试压力达到30MPa，可测量储氢材料在77K-573K温度范围的储氢性能，实际操作性好并能保证测试结果的高精度。 采用SUZUKI偶联反应制备六羧酸配体1,3,5-三(间苯二甲酸)苯(H6L)，以该六羧酸配体(H6L)和硝酸铜为反应物，N,N'-二甲基甲酰胺(DMF)，二甲基亚砜(DMSO)和去离子水为溶剂，溶剂热法合成了一种新型的六羧基铜(Ⅱ)配合物。实验考察了金属离子和配体的配比、反应温度、反应时间、溶剂和升降温度速率对合成的影响。结果表明：当配比为Cu(NO3)2·3H2O/H6L=6，反应温度为90℃，反应时间为24h，DMF/DMSO/H2O(v:v:v)=5:5:1时，合成配合物的产率最高，选择合适的升降温速率能合成大尺寸的单晶样品。 采用粉末 XRD、元素分析、热重分析、红外光谱、SEM和低温N2吸附等测试方法对样品的结构和性能进行了表征，并测试了77K和298K条件下的储氢性能。结果表明：六羧基铜(II)配合物具有丰富的微孔结构，BET和Langmuir比表面分别为2166.3m2·g-1和3484m2·g-1，总孔容积Vp(N2,0.997)为1.24cm3·g-1。77K、7.4MPa条件下，绝对氢气吸附量达到了7.23wt％，298K、5.4MPa条件下的氢气吸附量为0.61%，显示了其良好的储氢性能。
金属有机配合物;羧酸配体;吸附测试装置;储氢性能;合成表征
上海交通大学
硕士
工程热物理
胡国新
2012
中文
TG139.7
75
2015-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）