研究目的
利用太赫兹波研究ZIF-8气体吸附的过渡透射响应,以估算吸附与解吸过程的时间常数,并展示其在气体分析中的潜力。
研究成果
利用太赫兹透射响应成功估算了气体在ZIF-8上的吸附与脱附时间常数。丙烷与正丁烷脱附时间常数的差异表明其具有不同亲和力,这证明了采用金属有机框架材料与太赫兹技术区分气体的潜力。
研究不足
时间常数可能因温度和压力等实验条件而变化。该研究仅限于特定气体(丙烷和正丁烷)及单一金属有机框架材料(ZIF-8),且太赫兹光束直径可能会影响测量结果。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用太赫兹光谱技术测量ZIF-8在气体暴露过程中的透射率变化,基于可检测与气体吸附相关振动的假设。通过指数曲线拟合估算时间常数。
2:样品选择与数据来源:
使用沉积在PTFE膜滤器上的ZIF-8粉末。测试气体包括丙烷、正丁烷和氮气。
3:实验设备与材料清单:
太赫兹光谱仪(型号TSS-I)、PTFE膜滤器(T300A013A)、气体流量计、带聚合物薄膜窗口的样品管、ZIF-8粉末(Basolite Z1200)、甲醇、丙烷气体(99.5%)、正丁烷气体(99.0%)、氮气(99.9995%)。
4:0)、甲醇、丙烷气体(5%)、正丁烷气体(0%)、氮气(9995%)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将ZIF-8沉积于滤器上,真空干燥后置于样品管并放入光谱仪。以50 mL/min流速交替通入烷烃气体与氮气各20分钟,测量2.0 THz处的透射率。
5:0 THz处的透射率。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过拟合透射率-时间曲线,采用指数方程(公式1和公式2)估算吸附与解吸过程的时间常数。
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获取完整内容-
ZIF-8 powder
Basolite Z1200
Sigma-Aldrich
Porous material for gas adsorption experiments.
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terahertz spectrometer
TSS-I
Terahertz Laboratory
Measuring terahertz absorption spectra in the range of 1-6 THz at room temperature and atmospheric pressure.
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PTFE membrane filter
T300A013A
Advantec
Used as a substrate for depositing ZIF-8, with negligible absorbance in the terahertz range.
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float-type flowmeter
Controlling gas flow rate at 50 mL/min.
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