课题基金 / 基金详情

离子液体杂化材料的结构设计及其选择性吸附高湿度低浓度BTX的研究

批准号:
22078294
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
崔国凯
依托单位:
学科分类:
分离工程
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
崔国凯

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
苯、甲苯、二甲苯(BTX)是目前挥发性有机废气中最为主要的污染物种。非极性的BTX和强极性的水通常混合排放,导致BTX治理选择性低、难度大,是国际前沿研究课题。因此,如何构建在高湿度环境中对低浓度BTX进行精确吸附和可再生的位点,是一个极具挑战的科学问题。申请项目利用离子液体技术在结构设计与定制能力上的显著优势,通过结构调控、功能调控,将具有功能位点的阳离子及疏水作用的阴离子的离子液体与具有较大孔容孔径比表面积的金属有机框架二者协同,设计开发一系列疏水功能离子液体杂化材料,测定它们的物化性质和结构,考察阴离子结构、阳离子种类、杂化比例、浓度、温度、湿度、其他挥发性有机物等因素对BTX吸附行为的影响,认识吸附量与上述影响因素之间的关系。在此基础上,对吸附热力学及协同机制进行分析,阐明杂化材料结构与吸附量、吸附焓之间的构效关系,为设计用于高效可逆选择性吸附BTX的新型吸附材料提供一定科学依据。
英文摘要
Benzene, toluene and xylene (BTX) are most important components of volatile organic compounds (VOCs). Non polar BTX and high polar water are usually discharged together, leading to low selectivity and difficulty in BTX adsorption, which is an international frontier research topic. Therefore, how to construct the precise and regenerative sites for adsorption of low concentration BTX in high humid environment is a very challenging scientific problem. In this project, a series of hydrophobic functionalized ionic liquid hybrid materials MIL-101-ILs were designed and would be synthesized and work cooperatively through the combination of the tunable structure of ILs and the large pore volume of MIL-101 MOFs. The effects of structure, IL concentration in MIL-101-ILs, BTX concentration, adsorption temperature, humidity and other VOCs on the adsorption of BTX by MIL-101-ILs would be investigated systematically. The relationship between adsorption capacity and structure, concentration, temperature, humidity and other VOCs would be recognized. The thermodynamics and mechanism of the adsorption of BTX by MIL-101-ILs would be also investigated. The structure-activity relationship between the structure of hybrid materials, adsorption capacity and adsorption enthalpy would be constructed. The above studies will provide theoretical support for the design of new type of adsorption materials for efficient and reversible selective adsorption of BTX in high humidity environment.
苯、甲苯、二甲苯(BTX)是目前挥发性有机废气中最为主要的污染物种。非极性的BTX和强极性的水通常混合排放,导致BTX治理选择性低、难度大,是国际前沿研究课题。因此,如何构建在高湿度环境中对低浓度BTX进行精确吸附和可再生的位点,是一个极具挑战的科学问题。结题项目利用离子液体技术在结构设计与定制能力上的显著优势,通过结构调控、功能调控,将具有功能位点的阳离子及疏水作用的阴离子的离子液体与具有较大孔容孔径比表面积的金属有机框架二者协同,设计开发了一系列疏水功能离子液体杂化材料,测定了它们的物化性质和结构,考察了阴离子结构、阳离子种类、杂化比例、浓度、温度、湿度、其他挥发性有机物等因素对BTX吸附行为的影响,认识吸附量与上述影响因素之间的关系。在此基础上,对吸附热力学及协同机制进行了分析,阐明了杂化材料结构与吸附量、吸附焓之间的构效关系,为设计用于高效可逆选择性吸附BTX的新型吸附材料提供了一定科学依据。
共价有机框架限域接枝离子液体的结构调控及氢键协同捕集CO的研究
  • 批准号:
    22378353
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    崔国凯
  • 依托单位:
国内基金
海外基金