發(fā)布時(shí)間：2017-12-24 08:37

  本文關(guān)鍵詞：沸石咪唑酯骨架結(jié)構(gòu)材料（ZIF-8）對染料廢水中剛果紅的吸附效果和特征分析研究　出處：《南京農(nóng)業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： ZIF-8 剛果紅 吸附反應(yīng) 吸附機(jī)理

【摘要】：金屬有機(jī)骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)因其具有許多優(yōu)良的特性,包括高比表面積、穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu),而引起人們廣泛研究興趣。沸石咪唑酯骨架結(jié)構(gòu)材料(ZIF-8)作為一種典型的MOFs材料,具有較高化學(xué)穩(wěn)定性的顯著特點(diǎn),并在沸水、NaOH溶液、有機(jī)溶劑甚至高壓條件下都有很好的熱穩(wěn)定性,現(xiàn)在已被很多應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。剛果紅染料廢水是典型的高濃度、高色度的有機(jī)廢水,直接采用傳統(tǒng)的生化和物化方法處理效果不佳。本文利用沸石咪唑材料(ZIF-8)高效去除水體中剛果紅,在目前研究領(lǐng)域中尚屬首次,通過研究不同影響因素對吸附過程的影響以及研究吸附反應(yīng)過程機(jī)理,旨在解決染料廢水處理中的難題,為實(shí)際工程應(yīng)用提供理論依據(jù)。本論文以氯化鋅和二甲基咪唑?yàn)樵?以甲醇為溶劑,在一定條件下合成出沸石咪唑材料(ZIF-8),通過對材料性質(zhì)進(jìn)行表征,如掃描電鏡(SEM),X射線衍射(XRD),傅式紅外光譜(FTIR),比表面積及孔隙度分析等,并與之前研究報(bào)道合成的ZIF-8材料進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)與之前合成的ZIF8材料結(jié)構(gòu)性質(zhì)基本一致。研究了不同條件下,ZIF-8材料對剛果紅染料吸附的影響,如混合時(shí)間、初始濃度、溫度、初始pH和鹽離子等條件,并與其他兩種傳統(tǒng)吸附材料(活性碳和沸石)對剛果紅吸附效果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)ZIF-8材料具有明顯的優(yōu)勢,為工業(yè)應(yīng)用提供了有力依據(jù)。通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,擬合出適合該吸附過程的吸附等溫線方程和吸附動(dòng)力學(xué)方程,發(fā)現(xiàn)該吸附過程更好符合二級(jí)動(dòng)力方程,從而可以推斷其反應(yīng)過程屬于化學(xué)吸附而非物理吸附;同時(shí),Langmuir方程更加適用于該吸附過程,說明了吸附反應(yīng)屬于單層分子表面吸附過程,并推導(dǎo)出ZIF-8材料對剛果紅染料分子的最大吸附容量,在pH=7.8時(shí),最大吸附量可達(dá)1250 mg g-1,在pH=4時(shí),最大吸附量達(dá)到2000mg g-1，表明了該材料對剛果紅染料分子具有很強(qiáng)的吸附能力,在工業(yè)水處理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。利用材料吸附前后表征結(jié)果可以分析出,ZIF-8材料在吸附前后表面結(jié)構(gòu)和形狀以及性質(zhì)未發(fā)生明顯變化。同時(shí),可以推斷出該吸附反應(yīng)機(jī)理,ZIF-8材料與剛果紅染料分子之間的作用是由于吸附劑材料進(jìn)入水體后水解成大量的Zn-OH基團(tuán)與染料分子帶有的-SO3和-N=N-基團(tuán)之間產(chǎn)生的作用力,當(dāng)吸附后-SO3基團(tuán)大量附著在ZIF-8材料表面,使其表面帶有大量的負(fù)電荷。另外也伴有剛果紅分子中苯環(huán)與ZIF-8材料中方向咪唑環(huán)發(fā)生了π-π鍵作用。
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X788

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1327634