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金属--有机骨架材料Cu--BTC的制备及其吸附脱硫性能研究的中期报告
本报告介绍了制备金属--有机骨架材料Cu--BTC及其在吸附脱硫方面的研究工作。
1.实验材料及方法
采用溶剂热法制备Cu--BTC样品，以1,3,5-苯三甲酸（BTC）作为有机配体，Cu(NO3)2·3H2O作为金属源，N,N-二甲基甲酰胺（DMF）作为溶剂。将BTC和Cu(NO3)2·3H2O按1:1摩尔比混合，加入DMF溶液中，进行超声分散30min，调整pH值到7左右，将溶液转移至Teflon胶囊中，采用溶剂热法处理24h，然后在空气中干燥得到Cu--BTC样品。利用X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）和比表面积分析等方法对Cu--BTC样品进行表征。
2.吸附脱硫性能研究
采用氮气吸附法测定Cu--BTC比表面积和孔隙特征，并运用差热分析（DTA）、热重分析（TGA）、X射线光电子能谱（XPS）等表征方法对Cu--BTC样品的吸附脱硫性能进行评价。分别以SO2、NO2和CO2为目标气体进行实验研究，考察Cu--BTC样品吸附脱硫的性能。
3.实验结果及分析
Cu--BTC样品表明其晶体结构为正交晶系Pnma空间群，表现出良好的晶体结晶度。利用DTA和TGA分析表明Cu--BTC样品在750℃下出现明显的质量损失，实验结果符合Cu--BTC的理论分解温度。通过X射线光电子能谱表征，可以发现样品表面存在Cu2+和Cu+两种形态的Cu原子。
吸附脱硫性能研究表明，Cu--BTC样品对SO2、NO2和CO2均有较好的吸附性能。其中，对SO2的吸附量最大为91.3mg/g，分别对NO2和CO2的吸附量最大为33.2mg/g和15.8mg/g。实验结果表明，Cu--BTC样品在吸附脱硫方面具有较好的潜力。
4.结论
通过溶剂热法成功制备了金属--有机骨架材料Cu--BTC，并采用多种表征方法对Cu--BTC样品进行了评价。研究结果表明，Cu--BTC样品具有较好的吸附脱硫性能，对SO2、NO2和CO2的吸附量均达到一定水平。因此，Cu--BTC样品在吸附脱硫领域具有潜在的应用价值。