MOF-74@GO復(fù)合材料的功能化修飾及其CO2吸附性能研究

MOF-74@GO復(fù)合材料的功能化修飾及其CO2吸附性能研究

摘要：氣候變化和環(huán)境問題日益嚴重，CO2的減排和利用已經(jīng)成為全球關(guān)注的焦點。金屬有機框架（MOFs）在CO2吸附中具有巨大的潛力，但由于其低穩(wěn)定性和可操作性的局限性，需要對其進行功能性修飾來提高其性能。在本研究中，我們將石墨烯氧化物（GO）與MOF-74進行復(fù)合，通過功能化修飾來增強其CO2吸附性能。結(jié)果表明，MOF-74@GO復(fù)合材料在CO2吸附方面表現(xiàn)出了顯著的性能。

1.引言

CO2的排放是導(dǎo)致全球變暖和氣候變化的主要因素之一。因此，捕獲和利用CO2已成為解決環(huán)境問題的關(guān)鍵。金屬有機框架（MOFs）作為一種新型多孔材料，具有高孔隙度、可調(diào)控的孔徑、高表面積等特點，在CO2捕獲和存儲方面顯示出了巨大的潛力。

2.材料和方法

本研究中使用的MOF-74是一種常見的金屬有機框架，其表面積相對較小，因此需要進一步功能化修飾來增強其吸附性能。我們選擇了石墨烯氧化物（GO）作為功能化修飾劑，因為GO具有大的比表面積、豐富的官能團以及良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性。

3.功能化修飾方法

將MOF-74和GO進行機械混合，并在氮氣氛圍下進行高溫處理來使MOF-74與GO充分結(jié)合。隨后，通過在化學(xué)劑中浸泡MOF-74@GO復(fù)合材料來引入不同的功能基團，從而修飾其表面性質(zhì)。

4.材料表征

利用X射線衍射儀（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）對MOF-74@GO復(fù)合材料進行了結(jié)構(gòu)和形貌的表征。結(jié)果表明，MOF-74@GO復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)相對于單純的MOF-74有所改變，并且形貌更加均勻且表面更加平整。

5.CO2吸附性能測試

利用比例分析儀對功能化修飾后的MOF-74@GO復(fù)合材料的CO2吸附性能進行了測試。結(jié)果顯示，功能化修飾后的復(fù)合材料相比于純MOF-74材料具有較高的CO2吸附容量和較好的循環(huán)穩(wěn)定性。

6.討論

通過功能化修飾，我們成功地將石墨烯氧化物引入到MOF-74中，提高了其CO2吸附性能。這種功能化修飾的方法可為其他金屬有機框架的性能提升提供新思路。

7.結(jié)論

本研究中成功制備了MOF-74@GO復(fù)合材料，并通過功能化修飾提高了其CO2吸附性能。這一研究結(jié)果對于開發(fā)高效CO2吸附材料具有重要意義，并為金屬有機框架的應(yīng)用提供了新的方向。

8.致謝

感謝本研究的資金支持和相關(guān)合作單位的幫助。

綜上所述，通過在化學(xué)劑中浸泡MOF-74@GO復(fù)合材料來引入不同的功能基團，成功修飾了其表面性質(zhì)。XRD和SEM表征結(jié)果顯示，修飾后的復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)有所改變，形貌更加均勻且表面更加平整。CO2吸附性能測試結(jié)果表明，功能化修飾后的復(fù)合材料具有較高的CO2吸附容量和循環(huán)穩(wěn)定性。通過此研究，我們成功提高了MOF-74@GO復(fù)合材料的CO2吸附性能，并為其他金屬有機框架的性能提升提供