金屬：有機骨架分離膜

前言

1 金屬-有機骨架材料概述 1

1.1 金屬-有機骨架材料的組成和結構 1

1.1.1 金屬-有機骨架材料的組成 1

1.1.2 金屬-有機骨架材料的結構 3

1.2 幾種典型的金屬-有機骨架材料 4

1.3 金屬-有機骨架材料的性質(zhì)與用途 8

1.3.1 金屬-有機骨架材料的性質(zhì) 8

1.3.2 金屬-有機骨架材料的用途 8

1.4 金屬-有機骨架材料的孔道工程與選擇性吸附 11

1.5 金屬-有機骨架材料的設計、合成與功能化 16

1.6 金屬-有機骨架材料的計算化學研究 17

參考文獻 17

2 金屬-有機骨架多晶膜的類型及制備方法 20

2.1 多晶膜的主要類型 20

2.2 支撐型多晶膜的制備 20

2.2.1 原位晶化法 20

2.2.2 二次生長法 25

2.2.3 反向擴散界面生長法 31

2.2.4 層層組裝法 33

2.2.5 快速熱沉積法 34

2.3 支撐型取向多晶膜的制備 35

2.3.1 取向膜的意義 35

2.3.2 形成機理對制備取向膜的指導 36

2.4 無支撐型多晶膜的制備 40

2.4.1 反向擴散界面生長法 40

2.4.2 二次生長法 41

2.5 多晶膜的后處理過程 41

2.6 多晶膜的后修飾過程 42

參考文獻 42

3 金屬-有機骨架雜化膜的類型及制備方法 46

3.1 金屬-有機骨架-石墨烯（氧化石墨烯）雜化膜 46

3.2 金屬-有機骨架-碳納米管雜化膜 49

3.3 金屬-有機骨架-水滑石雜化膜 49

3.4 金屬-有機骨架-沸石分子篩雜化膜 51

3.5 金屬-有機骨架與其他骨架材料形成的雜化膜 52

3.6 金屬-有機骨架-離子液體雜化膜 53

3.6.1 離子液體的氣體溶解性 53

3.6.2 支撐型離子液體膜 55

3.6.3 金屬-有機骨架-離子液體雜化膜的類型及制備方法 56

3.7 金屬-有機骨架-有機聚合物雜化膜 58

3.7.1 表面生長型雜化膜 59

3.7.2 有機相填充型雜化膜 59

3.7.3 混合基質(zhì)型雜化膜 59

參考文獻 73

4 金屬-有機骨架分離膜傳質(zhì)分離機理 76

4.1 分離膜的基本概念、學術用語及性能參數(shù) 76

4.1.1 分離膜的基本概念與學術用語 76

4.1.2 分離膜的性能參數(shù) 80

4.2 膜的傳質(zhì)分離過程概述 81

4.2.1 氣體傳質(zhì)分離過程 81

4.2.2 滲透氣化傳質(zhì)過程 82

4.2.3 蒸氣滲透傳質(zhì)過程 82

4.3 多晶膜的傳質(zhì)分離機理 83

4.3.1 吸附-擴散分離模型 83

4.3.2 吸附控制的膜分離過程 86

4.3.3 擴散控制的膜分離過程 89

4.3.4 選擇性吸附-分子篩分過程 93

4.4 混合基質(zhì)膜的傳質(zhì)分離機理 94

4.4.1 聚合物基質(zhì)的分離機理 94

4.4.2 填充粒子的分離作用 97

4.4.3 兩相界面缺陷對分離的影響 102

4.4.4 混合基質(zhì)膜滲透性預測模型 102

參考文獻 105

5 金屬-有機骨架分離膜及納米晶粒的表征方法 107

5.1 X射線衍射結晶結構研究 107

5.1.1 X射線衍射基本原理 107

5.1.2 X射線衍射模式 108

5.1.3 X射線衍射的應用 109

5.2 材料的組成、結構與化學環(huán)境研究 111

5.2.1 核磁共振波譜法 111

5.2.2 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜 113

5.2.3 紅外光譜與拉曼光譜 114

5.2.4 X射線光電子能譜 116

5.2.5 二次離子質(zhì)譜 118

5.3 動態(tài)光散射納米粒度分析 119

5.3.1 動態(tài)光散射基本原理 119

5.3.2 動態(tài)光散射的應用 119

5.4 顯微結構與微區(qū)形貌研究 119

5.4.1 掃描電子顯微鏡 119

5.4.2 透射電子顯微鏡 122

5.4.3 原子力顯微鏡 124

5.5 熱分析 125

5.5.1 熱分析基本原理 125

5.5.2 熱分析的應用 125

5.6 氣體吸附與孔道結構分析 126

5.6.1 吸附等溫線的測定 127

5.6.2 表面積、孔體積及孔分布的測定 128

5.6.3 吸附熱的測定 130

5.6.4 理想吸附選擇性的計算 131

5.7 自由體積分析 133

5.8 膜的滲透分離技術 135

5.8.1 氣體滲透分離 135

5.8.2 滲透氣化分離與蒸氣滲透分離 136

參考文獻 137

6 金屬-有機骨架分離膜的應用 139

6.1 氣體分離 139

6.1.1 幾種氣體分離方法對比 139

6.1.2 金屬-有機骨架分離膜氣體分離應用 141

6.2 滲透氣化或蒸氣滲透液體分離 150

6.2.1 幾種液體分離方法對比 150

6.2.2 金屬-有機骨架分離膜滲透氣化或蒸氣滲透液體分離應用 151

6.3 其他分離應用 155

參考文獻 157

7 二維超薄金屬-有機骨架分離膜 163

7.1 二維膜材料的分類 163

7.2 二維超薄金屬-有機骨架分離膜的結構特點 164

7.3 二維超薄金屬-有機骨架分離膜的科學與技術難點 165

7.3.1 納米片的制備 166

7.3.2 由納米片組裝二維超薄膜 170

7.3.3 二維超薄膜的分離應用 170

7.4 二維超薄金屬-有機骨架分離膜的發(fā)展方向 170

參考文獻 171

索引 173