MOFs衍生的纳米多孔碳对水体中污染物的吸附去除性能研究

来源 :南昌航空大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenxiang1006
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,水污染在全世界范围内已经成为日益严重的社会问题。去除水体中危害巨大的重金属污染物,以及去除具有生物毒性的内分泌干扰素(EDCs)一直为水处理研究领域的难点与热点。金属有机框架(MOF)衍生多孔碳作为一种新的能够结合MOFs材料的结构优势与碳材料的吸附性能优势的新型吸附材料引起了全世界学者的关注。为此,本课题围绕吸附去除水体中的重金属污染物与EDCs的目的,分别合成了两种MOFs衍生多孔碳,测试吸附性能并探讨吸附机制,具体研究结果如下:(1)已有研究表明,MOF衍生多孔碳材料可以用于去除去离子水中的污染物,但MOFs原有结构在热处理过程中易出现收缩、崩塌现象,使得制备的多孔碳孔道出现堵塞、比表面不高,造成其对水体中污染物尤其是EDCs的吸附去除效率仍较低。为了克服以上问题,我们借助氯化钠熔盐辅助热解的方法,以ZIF-8为前驱体,成功合成了由碳纳米片和碳纳米多面体交织组成的分级结构多孔碳复合材料(HCCs)。选取两种不同的EDCs(卡马西平(CBZ)和对硝基苯酚(4-NP))用于测试HCCs的吸附性能,并与ZIF-8直接碳化得到的碳多面体(CPs)和商用活性炭(AC)进行了比较。此外,还分别研究了溶液温度、溶液pH值和不同水体系对吸附性能的影响。结果表明,HCCs对CBZ和4-NP的吸附均符合Langmuir吸附模型,最大吸附量分别为202.5 mg·g-1和225.62 mg·g-1;此外,HCCs还具有优异的吸附速率,对CBZ和4-NP的吸附高达50.63 mg·g-1·min-1和56.405mg·g-1·min-1,分别是AC的10.7倍与1.5倍。热力学结果表明,HCCs吸附CBZ与4-NP的过程均为自发放热过程。最后,固定床实验结果表明,HCCs能够分别处理高达10000床柱体积的含10 mg·L-1CBZ和4-NP的自来水溶液,表明了HCCs具有作为家用自来水净水器填料的潜在应用前景。(2)铅是最常见且危害极大的重金属污染物,铅离子难以有效处理和选择性回收,使其易于在环境中富集,最终进入人体。本节采用Fe修饰的MOF-5为前驱体,通过高温碳化和碱液选择性蚀刻制备了ZnFe2O4/C的复合磁性多孔碳材料,结果表明,碱液选择性蚀刻能有效去除原有碳化产物中的ZnO,所制备的材料具有较好的孔结构。吸附实验结果表明,该磁性多孔碳材料对水体中的Pb(II)离子展示出较好吸附性能且最大吸附量为117.5 mg·g-1。此外,干扰实验结果表明该多孔碳材料可选择性吸附去除Pb(II)离子。通过分析吸附前后该磁性多孔碳材料表面化学环境的变化情况推测Pb(II)离子吸附在ZnFe2O4/C吸附材料上的吸附机制。最后,该磁性多孔碳具有较好的循环利用性能,在三次吸附循环后,吸附容量保持率高达84.5%,借助外加磁场能将ZnFe2O4/C快速回收。
其他文献
随着信息技术的快速发展,软件已经成为现代制造业和服务业不可分割的一部分,其运行行为对产品性能或服务质量具有直接影响。然而软件系统并不总是可信的,固有的缺陷和未处理的异
<正>国有林场(站)是新疆生态工程建设的主力军,承担着我区林业生态建设和森林资源培育的双重任务。同时,国有林场(站)得天独厚的资源优势和技术优势,决定了国有林场(站)在整
支持向量机(support vector machine,SVM)分类性能主要受到SVM模型选择(包括核函数的选择和参数的选取)的影响,目前SVM模型参数选择的方法并不能较好地确定模型参数。为此基
肝素酶(heparanase, Hpa)是近年来研究较多的一类-D糖苷内切酶(endo-D-glucuronidase),它既存在于正常组织,如胎盘和淋巴器官,对胚胎的形成,神经系统的发育,新生血管的形成,
<正>当前,欧美联手制裁俄罗斯正在使脆弱的全球经济复苏面临更大的不确定性。受欧美制裁影响,俄罗斯卢布大幅贬值,外资出逃严重,投资环境进一步恶化。国际油价连续下降,也使
<正>近日,新疆维吾尔自治区编办印发《关于自治区林业厅直属国有林场体制改革有关事宜的通知》,决定将自治区林业厅直属25个国有林场由企业转为事业单位,统一规范国有林场名
对“求疵”的补充与商榷浙江上虞市春晖中学贾超英《中学语文教学》1993年第9期刊登了时松老师的《(谈《水浒》的人物和结构)文字求疵》一文,中肯地指出了课文中的四处文字不周。笔者
中职学生体育社团是中职生课外体育的一种重要形式,也是对中职体育教学环节的重要补充。本文运用文献资料法、访谈法、调查法以及总结归纳法等,对神木职教中心5个体育社团各
习近平关于中国特色社会主义法治的重要论述实现了延续性和创新性、中国化和全球性、系统化和针对性、学理性和实践性的有机统一。这些论述立足于新时代中国社会主要矛盾的转
<浮玉山居图>手卷,纸本水墨浅着色,纵29.6厘米,横98.7厘米,上海博物馆藏,元初画家钱选作.此图卷描绘其家乡霅川浮玉山之景,此山位于浙江湖州城南二里的碧浪湖(又名玉湖)中.