近年來(lái),金屬有機(jī)骨架(MOFs)因其具有高孔隙度、大表面積、熱/化學(xué)穩(wěn)定性,親水/親油性基質(zhì),成本低,易改性等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛用于去除水體中的污染物。通過(guò)合成的手段,在MOFs骨架上引進(jìn)特殊功能基團(tuán),結(jié)合MOFs的有序多孔結(jié)構(gòu)和接枝基團(tuán)多樣性的特點(diǎn),能有效改變MOFs材料的吸附特性。改性后的MOFs材料具有較佳的吸附效率和分子識(shí)別性能。本論文選擇了Cu(BDC-NH2)(DMF),NH2-MIL-101(Fe)和 NH2-MIL-101(Cr)作為改性基體材料,通過(guò)MOFs上的胺基平臺(tái),將疏水烷基鏈接枝引入到MOFs框架上,在引入活性基團(tuán)的同時(shí),增加了 MOFs材料在水中的穩(wěn)定性,構(gòu)建了三種高效季銨功能化MOFs吸附劑,用于高效去除水溶液中金屬氰化物。本論文從以下幾個(gè)方面開(kāi)展研究工作:季銨功能化MOFs吸附劑的制備;采用FTIR、TGA、SEM、XPS、XRD和氮?dú)馕矫摳綄?shí)驗(yàn)研究了吸附劑的物理化學(xué)性質(zhì);吸附及洗脫條件的優(yōu)化。采用溶劑熱法制備了 Et-N-Cu(BDC-NH2)(DMF)、Et-N-NH2-MIL-101(Fe)和Et-N-NH2-MIL-101(Cr)三種季銨功能化MOFs吸附劑,建立了三個(gè)水溶液中MOFs吸附Pd(CN)42-的新體系。對(duì)關(guān)鍵吸附參數(shù),如接觸時(shí)間,pH值,最大吸附容量,洗脫條件,重復(fù)使用性,吸附等溫線,動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了研究,對(duì)吸附熱力學(xué)參數(shù)及吸附機(jī)理也進(jìn)行了詳細(xì)探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:三種季銨功能化MOFs材料在中性和弱堿性水溶液中有較高的穩(wěn)定性,當(dāng)pH值在7.0左右時(shí),吸附Pd(CN)42-效果最好。熱力學(xué)研究顯示三個(gè)吸附體系△ G0,△ H0,表明吸附過(guò)程均是一個(gè)自發(fā)的放熱反應(yīng)。吸附等溫線均符合Langmuir模型,吸附過(guò)程均符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,吸附速度快,都能在30 min內(nèi)達(dá)到平衡。Et-N-Cu(BDC-NH2)(DMF)能應(yīng)用于高效去除包括 Pd(CN)42-,Co(CN)63-和Fe(CN)63-在內(nèi)的金屬氰化物,最大靜態(tài)吸附容量分別可達(dá)172.9(Pd(Ⅱ)),101.0(Co(Ⅲ))和 102.6(Fe(Ⅲ))mg g-1,Pd(CN)42-能通過(guò)二步洗脫法實(shí)現(xiàn)Pd(Ⅱ)選擇性回收,五次循環(huán)后回收率大于91.0%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:季銨功能化MOFs材料吸附Pd(CN)42-屬離子交換反應(yīng)。季錢鹽功能化金屬有機(jī)骨架(MOFs)吸附劑,具有制備簡(jiǎn)單、吸附速率快、洗脫容易等優(yōu)點(diǎn),在處理金屬氰化污染物和有價(jià)金屬回收領(lǐng)域顯示出潛在應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X52;TQ424
【部分圖文】：

·1從Cu(BDc.NnZ)(DMF)到Et-N一Cu田nc.NBZ)(DMl)的季按化反應(yīng)

?Ｅｔ－Ｎ－Ｃｕ（ＢＤＣ－ＮＨ２）（ＤＭＦ）的?Ｎｌｓ?的結(jié)合能。在?３９９．８２ｅＶ?和?４０１．０５ｅＶ?處的峰，分別??歸屬于－ＮＨｄＰ－Ｎ＋（ＣＨ２ＣＨ３）３ｔ９２Ｉ，圖２－６（ｃ）新出現(xiàn)的－Ｎ＋（ＣＨ２ＣＨ３）３峰，說(shuō)明成功合??成了?Ｅｔ－Ｎ－Ｃｕ（ＢＤＣ－ＮＨ２）（ＤＭＦ）。圖?２－６（ｄ）Ｅｔ－Ｎ－Ｃｕ（ＢＤＣ－ＮＨ２）（ＤＭＦ）－Ｐｄ（ＣＮ）４２－的??Ｎｌｓ的結(jié)合能，在３９８．６５ｅＶ、３９９．９１ｅＶ和４０２．０７?ｅＶ的峰，分別歸屬于ＣＮ？、－ＮＨ２??和－Ｎ＋（ＣＨ２ＣＨ３）３［９３］，圖２－６（ｄ）中新出現(xiàn)的ＣＮ？峰，說(shuō)明?Ｅｔ－Ｎ－Ｃｕ（ＢＤＣ－ＮＨ２）（ＤＭＦ）??上成功吸附了Ｐｄ（ＣＮ）４２—。圖２－６（ｅ）中顯示了Ｅｔ－Ｎ－Ｃｕ（ＢＤＣ－ＮＨ２）（ＤＭＦ）－Ｐｄ（ＣＮ）４２一??的Ｐｄ３ｄ的結(jié)合能，鈀的３ｄ軌道被分裂成３ｄ５／２和３ｄ３／２，峰間距為５．２６。Ｐｄ３ｄ５／２在結(jié)合??能為３３８．５４ｅＶ處的峰（ＤＳ＝５．２６），歸屬于Ｐｄ－（ＣＮ）４２＿｜９４］，?Ｐｄ３ｄ中只有Ｐｄ－（ＣＮ）４２＿??的分裂峰，吸附前后Ｐｄ（ＩＩ）的配位環(huán)境并沒(méi)有發(fā)生改變，Ｐｄ－（ＣＮ）４＞仍以整體配陰??離子出現(xiàn)，因此Ｅｔ－Ｎ－Ｃｕ（ＢＤＣ－ＮＨ２：）（ＤＭＦ）和Ｐｄ（ＣＮ）４２＿的吸附反應(yīng)屬于離子交換??反應(yīng)。??２．２．６?Ｎ２吸附－脫附??２００－ａ?Ｃｕ（ＢＤＣ－ＮＨ２）（ＤＭＦ）?〇〇８，?ｂ．?Ｉ－＊－Ｃｕ｛ＢＤＣ－ＮＨ２ＫＤＭＦ）?ｉ??Ｅｔ－Ｎ－Ｃｕ（ＢＤＣ－ＮＨ

１．５?２．０?２．５?３．０?３．５?４．０?４．５?５．０?５．５?６．０??ｔ１／２?（ｍｉｎ１／２）??圖２－８準(zhǔn)一級(jí)（ａ），準(zhǔn)二級(jí)（ｂ）和顆粒內(nèi)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)模型（ｃ）?（２５°Ｃ）??１３０－ｎ???１２５－??．??１２〇－廣，??＞１１５＇?／??星?１１０－?／??＇。５：?／??１００－?／??９５－??０?１０?２０?３０??ｔ（ｍｉｎ）??圖２－９接觸時(shí)間的影響??２３??
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本文編號(hào)：2855046