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本文以吸附除湿和吸附式热泵两种节能技术为背景,针对如何进一步提高金属有机骨架(MOFs)材料对水蒸汽、乙醇的吸附容量,研制具有高水蒸汽、乙醇吸附容量的MOF@GO复合材料;针对水热合成法制备MOFs材料反应时间较长、能耗较高的问题,研究快速室温合成法制备MOFs@GO复合材料的新技术。论文主要涉及新型纳米多孔复合材料的制备、表征以及水蒸汽、乙醇吸附性能的研究,属化学工程和材料工程交叉的研究领域,具有重要科学研究价值和实际意义。本文研究了MIL-101@GO复合材料的制备及其水蒸汽吸附性能。结果表明,298 K下,MIL-101@GO复合材料的水蒸汽饱和吸附容量可以达到1.58 g/g,相比MIL-101提高近30%。MIL-101@GO具有较快的水蒸汽吸附速率,水蒸汽在复合材料上的扩散系数为0.133-4.485×10-10 cm2/s(298-313 K)。经过六次吸附-脱附循环后,复合材料脱附效率仍高达94%,展现出了优良的再生性能和稳定性。本文研究了MIL-101@GO复合材料的水蒸汽吸附模型及其除湿性能。结果显示:修正的DO-DO模型可以较好地描述水分子在MIL-101@GO复合材料上的吸附行为。在中、高湿度(RH=50%、90%)下,MIL-101@GO的除湿量分别达到1.31 g/g和1.42 g/g,远高于传统硅胶材料。另外,MIL-101@GO复合材料还具有较好的热脱附性能。当脱附温度为58.9℃时,水蒸汽在复合材料上的脱附率可以达到80%。本文研究了MIL-101@GO复合材料的乙醇吸附性能及其在吸附热泵应用中的性能。结果显示:MIL-101@GO的乙醇饱和吸附量达到了23 mmol/g(293 K),材料的乙醇吸附容量主要受其孔容的影响。在制冷工作条件下,MIL-101@GO的工作吸附容量能达到11.2mmol/g(Td=390 K),工作效率在Td<350 K下可达到0.68。在热泵和制冰工作条件下,MIL-100均展示出较高的工作吸附容量和工作效率,在这两种工作条件下,其工作效率分别可以达到1.2和0.6。本文研究了室温快速合成法制备Cu-BTC@GO复合材料及其在吸附制冷中的性能。结果表明:快速合成法制备Cu-BTC@GO复合材料可以在室温下1 min内完成。复合材料的乙醇吸附容量达到13.60 mmol/g(303 K),相比Cu-BTC提高了16%。Cu-BTC@GO-乙醇工质对在吸附制冷应用条件下的工作吸附容量和COPc比Cu-BTC-乙醇工质对提高了5.8-17.4%。本文研究了Cu-BTC@GO复合材料对乙醇/CO2的分离性能。结果表明:乙醇在Cu-BTC@GO复合材料上的等量吸附热略高于在Cu-BTC上的等量吸附热,说明GO的加入能提高复合材料与乙醇分子之间的静电作用力和色散力。DSLF模型能较好地拟合材料的乙醇、CO2吸附等温线。Cu-BTC@GO的乙醇/CO2的吸附选择性显著高于Cu-BTC对乙醇/CO2的吸附选择性。在10 kPa下,Cu-BTC@GO对乙醇/CO2的吸附选择性高达383,比Cu-BTC对乙醇/CO2的吸附选择性提高了40%。