【摘 要】
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金属有机骨架材料(metal organic framework)是一种新型的有机无机杂化功能材料,因具有大的比表面积、结构多样性和孔道可调控性,在气体吸附、催化、分离、生物医学等方面有
【机 构】
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吉林大学材料科学与工程学院;吉林大学化学学院;
【基金项目】
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吉林省科技厅自然科学基金项目(20140101112JC)资助
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金属有机骨架材料(metal organic framework)是一种新型的有机无机杂化功能材料,因具有大的比表面积、结构多样性和孔道可调控性,在气体吸附、催化、分离、生物医学等方面有着广泛的应用。研究合成了一种新型磁性金属有机骨架材料,首先通过溶剂热法合成纳米四氧化三铁,然后用聚乙烯吡咯烷酮对四氧化三铁进行表面修饰,并在合成过程中引入氨基,制备得到了氨基功能化的磁性材料Fe3O4@NH2-MIL-53(Al)。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)表征手段,考察了Fe3O4@NH2-MIL-53(Al)的晶体结构和功能基团。结合火焰原子吸收光谱法,研究其对铅的吸附性能。由于Fe3O4@NH2-MIL-53(Al)具有大的比表面积及氨基对铅的配位作用,使磁性吸附剂对铅有较高的吸附能力。讨论了实验条件对吸附效率的影响,优化了实验操作参数(pH值:6.0,吸附时间:120min)。从动力学和热力学角度研究了Fe3O4@NH2-MIL-53(Al)对铅的吸附过程,分别通过Langmuir/Freundlich吸附模型和拟一级/拟二级动力学模型对实验结果进行了分析。通过温度实验,计算了热力学函数,即吉布斯自由能变、焓变、熵变。另外,用盐酸作为解吸液进行了多次吸附解吸实验,考察了该材料的再生性能,证明Fe3O4@NH2-MIL-53(Al)可以实现重复使用。
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