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金属-有机框架材料（metal-organic frameworks,MOFs）是由金属离子和有机配体组装形成的多孔有机-无机杂化材料。金属-有机框架材料具有多孔性、较大的比表面积、结构和功能多样、较高的热稳定性和机械稳定性以及良好的光电性质。PCN-222（MOF-545）是近年来研究较多的一种具有一维孔道结构的三维卟啉MOFs材料。其孔道的理论直径可以达到3.7nm。它由Zr6集团簇与四羧基卟啉分子通过配位键连接形成。PCN-222在沸水中甚至2M盐酸中都十分稳定,这在MOFs材料中很少见。PCN-222的卟啉中心可以结合不同种类的过渡金属,也可以不含任何金属,其中PCN-222（Fe）具有过氧化物酶活性,可以在H2O2存在的情况下使还原性底物分子氧化分解。近年来,水污染问题日益严峻。染料废水由于具有色度高、毒性大、难降解等特点,对环境和人类健康的影响都非常大。因此,染料废水的处理成为当下热门的研究课题。染料废水的处理方法有很多,其中物理吸附法由于具有操作简便、去除效率高等特点,成为最常用的处理染料的方法。活性炭是最常用的吸附剂,但是其最大缺点是难以再生。化学氧化法也是较常用的处理方法,利用H2O2等氧化剂破坏染料分子的发色基团,进而达到去除染料颜色的目的。化学氧化法可以和物理吸附法联合使用,达到高效处理染料污水的目的。MOFs具有超微密度、结构离散有序、表面积大、合成简单、热稳定性好等优点,适合于物理、化学方面的应用。随着越来越多的MOFs材料被合成,MOFs处理染料废水的研究也屡见报道。在本研究中,我们合成了PCN-222和PCN-222（Fe）,并用光学显微镜、X射线衍射（XRD）、氮气吸附脱附分析、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和紫外-可见吸收光谱分别对其进行表征,得到了BET比表面积分别为2236m2/g和2249m2/g,孔径大小分别为32?和30?的PCN-222和PCN-222（Fe）。在对PCN-222的Zeta电位测定时发现,PCN-222的pHPZC（PZC=point of zero charge）为pH8.0左右,当溶液pH为8.0时,MOFs整体呈电中性。当溶液中pH为3.0和8.0的时候,PCN-222的Zeta电位分别为23.5 m V和-13.6 m V。一般的MOFs要么整体带正电荷,要么整体带负电荷,这限制了染料吸附的种类。从MOFs本身的Zeta电位来看,PCN-222适合用作染料吸附材料。在溶液pH对PCN-222吸附量影响的实验中,亚甲基蓝（MB）的吸附量随着pH增加而增加,当pH为9.0时,吸附量达到了最大值,为906mg/g。甲基橙（MO）在pH=5.0时吸附量达到了最大值,为589mg/g。当吸附MB-MO的混合液时,在任何一个pH条件下,吸附量均明显提高。其中MB的最大吸附量可以达到1239mg/g,MO的最大吸附量可以达到1022mg/g。由此可见,染料分子对彼此的吸附有很强的促进作用。我们把PCN-222和其他MOFs对于MB和MO的吸附量做了比较。发现大多数MOFs对染料吸附具有选择性,能同时吸附MB和MO的MOFs只有4种,而相互促进吸附的现象未见报道。此外,PCN-222对孔雀石绿（MG）、罗丹明B（Rh B）、酸性靛蓝（IC）、酸性橙（AO）、酸性品红（AF）和荧光素二钠（FD）,这六种不同的阴、阳离子染料都有不同程度的吸附作用。其中对MG的吸附量可达到2880mg/g。为了使吸附便于应用,用PCN-222粉末制成小型吸附柱,对MB、MO、MG、IC、Rh B、AF、AO、FD以及MB-MO混合液进行脱色处理,当染料流经吸附柱时,可以明显地观察到流出液为无色透明。此外,残留在MOF中的染料可以用不同的洗脱液快速洗脱出来。PCN-222重复使用8次之后,其对MB和MO的去除效率仍可达到95.2%和92.7%。而且光镜和XRD表征的结果表明,MOF结构没有发生任何变化。说明PCN-222是一种优良的吸附剂。我们还讨论了PCN-222吸附MB、MO的动力学,等温线以及热力学模型。该吸附过程符合准二级动力学模型,吸附过程随着时间的增加会达到饱和,而且MOF和染料之间存在着电子对的共用和转移。此外,通过对等温线的拟合,发现吸附过程符合Langmuir等温线模型,说明吸附是单分子层吸附,MB和MO的理论最大吸附量分别为909.1mg/g和591.7mg/g。通过对热力学的研究发现,吸附过程的吉布斯自由能降低,证明吸附过程是自发进行的。焓变和熵变均为负值,说明吸附过程是放热过程,而且朝着混乱度降低的方向进行。吸附过程由焓变主导。拉曼光谱分析的结果表明,“π-π共轭”作用不是染料与MOF之间的主要作用力。电荷作用才是二者之间的主要作用力。我们提出了“push-pull”模型来解释相互促进吸附现象的发生。在pH较低的条件下,TCPP中心的咪唑环结合新的H+,MOF整体带正电荷。相反,在pH较高的条件下,TCPP中心的咪唑环解离H+,MOF整体带负电荷。MOF表面电荷的可正可负,为吸附阴、阳离子染料提供了必要条件。可以认为MO分子可以“push”MB二聚体分子的形成,吸附到PCN-222表面的MB分子可以反过来“pull”MO分子。反之亦然,因此会出现吸附量增多的现象。最后,用PCN-222（Fe）作为模拟过氧化物酶去除8种染料,证明了PCN-222（Fe）确实可以在加入H2O2的条件下使染料褪色。这说明PCN-222作为一种卟啉MOFs,不但可以通过物理吸附去除染料,还可以作为催化剂来氧化染料,彻底破坏染料的发色基团。我们通过对PCN-222处理染料废水的研究,发现了含卟啉配体的MOFs处理染料废水的潜力,也为工业废水的处理提供了新的思路。