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水资源对于人类的生存发展有着不言而喻的重要作用,但伴随着地球环境整体的逐渐恶化,水体环境也难以幸免。多种类型的污染物对水体产生了不同程度的危害,其中主要包括重金属污染物及有机污染物等。锑作为一种典型重金属污染物,其在多种实际工艺中广泛使用为工业发展带来便利的同时,也逐渐对环境造成了污染;而环丙沙星作为有机污染物中的一种常见抗生素,为人类的生命安全提供保障的同时,又因其无管制的滥用使得对环境的危害性也逐渐显露出来。因此在本研究中选取锑与环丙沙星作为目标污染物,希望通过MOFs材料的高比表面积、多吸附位点、强化学稳定性对污染物进行吸附去除。双金属MOFs是通过对单一MOFs进行改性而得到的一类新型MOFs材料,期望可以将两种MOFs的性能特点完美结合起来,使其对污染物产生更好的吸附性能。在本研究中选取MOF-808作为基础MOF,利用铁离子及铜离子对其进行改性,制备出一系列不同比例的MOFs材料,并探究两种材料分别对锑酸根和环丙沙星的吸附性能及机理。具体内容如下:1、本文以MOF-808为基础MOF,通过原位合成的方式,将Fe离子掺杂进MOF-808当中,成功合成出一系列具有不同比例的ZrxFe(1-x)-MOF-808(x=0.2,0.4,0.5,0.8,0.9)吸附剂。通过XRD、BET等测试证明几种材料的成功合成,其中Zr0.8Fe0.2-MOF-808具有最佳晶型和最大比表面积;且在等温吸附过程中表现出最佳吸附性能,对Sb(V)和Sb(III)的吸附量分别为524 mg g-1、310 mg g-1,比目前文献中报道的对Sb(V)和Sb(III)具有一定吸附性能的材料都要高。在后续动力学实验、p H干扰实验及影响离子实验中,改性后的Zr0.8Fe0.2-MOF-808不仅表现出快速的去除效率,且在不同p H和不同离子的干扰下,Zr0.8Fe0.2-MOF-808均可保持对Sb(V)和Sb(III)良好的吸附效果。而循环试验的结果表明,Zr0.8Fe0.2-MOF-808在四次吸附试验过后,仍可保持对Sb(V)和Sb(III)高于90%的去除效率,因此有望在实际废水中应用。2、为了探究Zr0.8Fe0.2-MOF-808、MOF-808对Sb(V)和Sb(III)的吸附机理,本文利用不同表征手段及理论计算对吸附过程进行递进式探究,其中主要包括FI-IR、XPS、EDS及DFT计算等。首先对Zr0.8Fe0.2-MOF-808、MOF-808吸附Sb(V)和Sb(III)前后的材料进行FI-IR分析可知,骨架中存在的羟基和羧基对Sb的吸附起主要作用。在XPS分析结果中,O 1s的分峰结果表明在吸附前后发生明显变化的是O=C-O、Zr-OH、Fe-OH三种O,即可进一步说明材料在吸附过程中的具体作用位点。为了对Zr0.8Fe0.2-MOF-808自身结构进行探究,对该材料进行了EDS测试。而测试结果中Zr:Fe=5:1则可以说明Fe原子取代了原本MOF-808中Zr6金属簇的一个Zr原子,基于此对Zr0.8Fe0.2-MOF-808的二级结构单元进行了构建和优化。结合之前文献中存在的吸附方式,对其吸附机理进行了推测,确定了四种可能成立的吸附模型的同时对其进行了吸附能和键长的计算。最终可以确定Zr0.8Fe0.2-MOF-808对Sb(V)和Sb(III)存在的三种吸附方式和MOF-808存在的两种吸附方式。为了使实验数据可以产生完美闭环,对Zr0.8Fe0.2-MOF-808、MOF-808的最大吸附量进行归一化处理后发现,MOF-808在经过Fe掺杂之后,其吸附量从由2 mol/mol增加到3 mol/mol,即1 mol Zr0.8Fe0.2-MOF-808的二级结构单元可以结合3 mol Sb,而MOF-808只能结合2 mol。这一变化与理论计算结果完全吻合。3、本文通过水热法利用不同比例的Cu离子对MOF-808进行改性,合成出一系列不同比例的x Cu-MOF-808(x=0.2,0.4,0.5,0.6,0.8)吸附剂,并对其进行了XRD和BET测试表征,确定材料的成功合成。在等温吸附实验中,0.5Cu-MOF-808具有对环丙沙星的最大吸附量405 mg g-1,远远超过MOF-808(45 mg g-1)和Cu-BTC(170 mg g-1)。为了探究吸附过程中存在的吸附作用力,对0.5Cu-MOF-808和MOF-808可能与环丙沙星之间存在的作用力进行了一一论证。实验结果表明,MOF-808在经过Cu离子改性之后生成的0.5Cu-MOF-808和原始MOF-808相比,两者的吸附作用力没有发生明显的改变,只是通过某种方式进行了加强,且在吸附过程中疏水作用对吸附效果的产生起到了主导作用。