若干阴离子柱撑超微孔材料的制备及其气体分离性能研究的开题报告.docx

若干阴离子柱撑超微孔材料的制备及其气体分离性能研究的开题报告
一、研究背景及意义
气体分离技术是工业上的重要技术之一，广泛应用于天然气和石油工业、空气分离、制氢等领域。目前，常见的气体分离方法包括膜分离、压力吸附等。然而，这些方法往往受制于分离效率、能耗等方面的限制，因此需要开发新的气体分离技术。
近年来，超微孔材料作为气体分离材料已经引起了越来越多的关注。与传统的分离方法相比，使用超微孔材料能够实现高效率、高选择性、低能耗的气体分离。因此，开发新的超微孔材料对于实现气体分离技术的快速发展具有重要意义。
二、研究内容及方法
本研究计划制备一种阴离子柱撑超微孔材料，并分析其在气体分离中的性能。具体步骤如下：
1.材料制备：选择合适的阴离子柱作为载体，利用化学合成方法将超微孔材料填充进载体中，形成阴离子柱撑超微孔材料。
2.结构表征：采用扫描电子显微镜、透射电镜、X射线衍射等方法对制备的材料进行结构表征，分析材料的表面形貌、晶体结构、孔径等特征。
3.气体分离性能测试：使用气体吸附试验仪对制备的材料进行吸附和脱附气体的测试，分析材料在不同条件下对于氧、氮等气体的分离性能，并评估其可行性。
三、预期成果
通过本研究，预计能够得出以下结论：
1.制备的阴离子柱撑超微孔材料具有一定的孔径大小和表面结构特征，符合超微孔材料的特点。
2.制备的材料在不同条件下能够较好地分离出氢单一组分氧、氮等，具有一定的分离性能。
3.本研究为开发新的气体分离技术提供了一定的理论基础。
四、研究计划和时间安排
本研究计划于2021年9月开始，提出以下时间安排：
1.第一阶段（2021年9月-11月）：选择合适的超微孔材料制备方法，实验室制备并优化材料制备方案。
2.第二阶段（2021年12月-2022年2月）：对制备的材料进行结构表征，分析其表面形貌与孔径等特征。
3.第三阶段（2022年3月-2022年5月）：使用气体吸附试验仪对制备材料进行气体分离性能测试。
4.第四阶段（2022年6月-2022年8月）：数据分析并总结成论文。
五、参考文献
1.Li,Y.,Yang,R.,&Guo,Y.(2019).Ultra-microporousorganicpolymerforhighlyefficientgasseparation.JournalofMaterialsChemistryA,7(23),14028-14039.
2.Han,Y.,etal.(2020).Side-chainengineeringofamicroporousorganicpolymerforhighlyselectiveCO2separation.Carbon,157,386-393.
3.Yang,W.,etal.(2017).DesignandsynthesisofamacroporousmolecularlyimprintedpolymerforhighlyselectiverecognitionofbisphenolAinaqueousmedia.AnalyticalandBioanalyticalChemistry,409(18),4519-4528.