【摘 要】
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金属有机骨架材料（MOFs）作为一类近年来发展迅猛的多孔材料,凭借其独特的多孔结构和光电性能,已在吸附、光催化、荧光传感等领域展示出了非比寻常的应用优势。本论文主要探究两种Zr基有机骨架材料在处理水中Cr2O72-、Mn O4-和染料方面的应用潜能。主要研究内容如下:（1）采用氯化锆与2,2’-联喹啉-4,4’-二甲酸合成了中性骨架的Zr-有机骨架材料Zr-MOF-L1,并通过PXRD等方法对其结
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金属有机骨架材料（MOFs）作为一类近年来发展迅猛的多孔材料,凭借其独特的多孔结构和光电性能,已在吸附、光催化、荧光传感等领域展示出了非比寻常的应用优势。本论文主要探究两种Zr基有机骨架材料在处理水中Cr2O72-、Mn O4-和染料方面的应用潜能。主要研究内容如下:（1）采用氯化锆与2,2’-联喹啉-4,4’-二甲酸合成了中性骨架的Zr-有机骨架材料Zr-MOF-L1,并通过PXRD等方法对其结构进行了表征证实。使用Zr-MOF-L1对水中的Cr2O72-、Mn O4-、阳离子翠兰X-GB和活性黄棕K-GR分别进行了吸附和光催化降解实验。结果表明,Zr-MOF-L1能有效吸附除去水中的Cr2O72-、Mn O4-和阳离子翠兰X-GB污染物,但对活性黄棕K-GR存在尺寸限制作用。染料的选择性吸附实验证明,在X-GB与K-GR的混合染液中Zr-MOF-L1能高选择性地吸附阳离子翠兰X-GB。在紫外光照射下,Zr-MOF-L1能有效地光催化降解上述目标物,但对活性黄棕K-GR的降解效率要低一些为75.25%。（2）采用氯化锆与2,2’-联吡啶-4,4’-二甲酸合成了带有一定正电性的Zr-有机骨架材料Zr-MOF-L2,并用PXRD等方法对其结构进行了表征证实。然后探究了其对水中Cr2O72-、Mn O4-、酸性黄2G和阳离子红2GL的吸附及光催化降解性能。此外还比较了Zr-MOF-L2与Zr-MOF-L1在吸附及光催化降解相同目标物时所表现出的性能差异。结果表明,带有一定正电性且孔道内部空间更大的Zr-MOF-L2在吸附阴离子Cr2O72-、Mn O4-时会显示出比Zr-MOF-L1更好的吸附效果。Zr-MOF-L2对带异种电荷的染料吸附实验证明静电作用会对吸附过程产生重要影响。光催化实验结果表明,Zr-MOF-L2能有效地光降解上述目标物,但含共轭性更强配体的Zr-MOF-L1在光降解Cr2O72-、Mn O4-时会展示出比Zr-MOF-L2更好的效果。（3）Zr-MOF-L2对水中Cr2O72-离子的荧光检测实验表明,基于配体的发光,Zr-MOF-L2显示出了优异的荧光性能,能够高灵敏和高选择性的快速检测水中的Cr2O72-离子,文中还详细讨论了Zr-MOF-L2荧光检测Cr2O72-离子可能的机理。此外,最大吸附量实验证明Zr-MOF-L2对Cr2O72-离子的饱和吸附量为145.77 mg/g。故Zr-MOF-L2可作为优异的多功能材料,荧光检测并吸附去除水中有害的Cr2O72-离子。
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