金属有机骨架材料的制备及对水中污染物去除的研究

来源 :浙江工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JavaProDev
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
水是人类文明的生命线,但目前水资源面临的资源贫乏和污染严重的矛盾问题,已成为二十一世纪全球关注的焦点之一。因此,如何将污染水体净化再利用是解决该问题的首要任务。在当前众多去除水体污染物的技术手段中,吸附法由于高效低耗、简单易行而成为最有效的技术手段之一。因此,开发经济、高效、环保的新型吸附剂对科学技术及实际应用都具有重要的意义。金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是近年来出现的一类新兴多孔材料。其超高的比表面积和孔隙率、可调孔径、良好的热化学稳定性、拓扑结构多样及易于功能化等优点,使得MOFs在环境污染物去除与修复领域展现出优异的应用前景。在此基础上,本文创新性的合成了两种二元双金属MOFs复合材料,并分别研究了其对水中金属砷和双酚类化合物的吸附性能及可能存在的吸附机理。具体研究内容与结果如下:通过溶剂热法制备了一系列不同Fe/Co摩尔比的二元MOF-74,并用于水中As(III)和As(V)的去除。吸附结果表明,Fe/Co摩尔比为2:1时对砷的去除性能最佳。进一步,利用SEM、TEM、XRD、FT-IR、XPS和N2吸附-脱附等温线测试等技术对Fe2Co1 MOF-74的形貌、孔隙结构、元素分析和官能团组成进行表征。以Fe2Co1 MOF-74为吸附剂进一步研究其对砷的去除性能。结果表明,Fe2Co1 MOF-74对As(III)和As(V)均表现出高效、稳定的去除性能。吸附动力学和等温线数据符合拟二级动力学模型和Langmuir模型,表明砷在Fe2Co1 MOF-74上的吸附是一个以化学吸附为主的单层吸附过程。在pH=4.3时,Fe2Co1 MOF-74对As(III)和As(V)的最大吸附容量分别为266.52 mg/g和292.29 mg/g,远高于先前报道的大多数吸附剂。共存离子(除PO43-)和腐植酸(HA)对砷的去除并没有表现出显著的影响。同时,5次吸附-脱附循环实验结果表明吸附剂可在NaOH溶液中再生且仍然保持高的去除效率。FT-IR分析表明-C-OH、-M-O和-M-OH在吸附过程中起主要作用。合成磁性Fe3O4@ZIF-67微米颗粒,并以其为模板制备了具有磁性中空核-壳结构的Fe3O4@Co/Ni-LDH。进一步,利用SEM、TEM、XRD、FT-IR、XPS和N2吸附-脱附等温线测试等技术对制备的Fe3O4@Co/Ni-LDH的形貌、孔隙结构、元素分析和官能团组成进行表征。以Fe3O4@Co/Ni-LDH为吸附剂研究其对水中4种BPs(BPA、BPF、BPAF和BPS)的吸附性能及可能的吸附机理。结果表明,BPs在Fe3O4@Co/Ni-LDH上的吸附动力学符合拟二级动力学模型,表明其吸附主要是化学吸附。FT-IR分析表明Fe3O4@Co/Ni-LDH与BPs间的氢键相互作用为主要的吸附机制。吸附等温线满足Langmuir模型,表明其吸附过程为单层吸附,且通过Langmuir模型计算得到Fe3O4@Co/Ni-LDH对BPA、BPF、BPAF和BPS的最大吸附容量分别为238.96,177.09,320.56和345.84 mg/g。其他吸附参数结果表明,腐植酸(HA)与实际水体对BPs去除的影响并不显著,但高的pH和离子强度在一定程度上不利于BPs的去除。吸附剂可在2 min内从水溶液中快速分离,并在甲醇溶液中再生。5次吸附-脱附循实验后,吸附剂对BPs仍然存在高的去除效率。
其他文献
简述了螺杆挤压机的历史、工作原理 ;分析比较了单螺杆和双螺杆挤压机的结构特点 .综述了螺杆挤压机在食品工业中的主要应用方面 ,生产淀粉膨化食品、蛋白质挤压食品、膨化饲
目的探讨改良甲沟成形术与拔甲术治疗足大趾嵌甲性甲沟炎的方法及其疗效。方法实验组25例足大趾嵌甲性甲沟炎患者,施行病侧部分甲板、甲基质、病灶、甲沟及增生组织"V"形切除
1概述免疫刺激复合物(immunostimulating complex,ISCOM)是由抗原物质与由皂树皮提取的一种糖苷Quil A及胆固醇按1:1:1混合后自发形成的一种具有较高免疫活性的脂质小泡.每个
答:庆大霉素与青霉素 G 合用可增强庆大霉素的作用,这是因为青霉素 G 可抑制细菌细胞壁的形成,从而使庆大霉素更易进入细菌体内破坏细菌蛋白质而达到杀灭细菌的作用。临床经
阐述了俄罗斯铁路发展信息技术的必要性,及2005年以前信息化政策的基本思路;介绍了俄罗斯铁路干线光纤通信网、数据传输网、无线通信技术、自动售票和座席预约,以及编组站、
2型糖尿病肾病(T2DN)以肾小球系膜细胞增生、基底膜增厚或肾小球硬化为基本病理特征,早期常规检查难以发现阳性结果。如任其发展出现了临床蛋白尿,此时肾脏出现不可逆转的病变,再
2006年是湖北省社会信用体系的全面建设阶段,企业信用又是社会信用体系的重点。对湖北企业信用的建设情况可以从四个方面进行研究:企业自身的表现、外部因素的建设、信用缺失的
洛克指出观念和语词为标记性工具,意义理论的结构明显的可以分为三层:观念标示事物、语词标示观念、语词间接标示事物。由于洛克认为语词的固有意义是标示说话人心中的观念,所