ZIFs/水滑石復(fù)合材料的合成及吸附脫除水中鄰苯二甲酸的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-28 23:07
本論文采用不同金屬元素組成的水滑石為載體,在其表面原位生長ZIFs材料,通過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、CHN元素分析、X射線光電子能譜(XPS)、熱重分析(TG)和N2吸附-脫附等分析方法,對復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征?疾炝怂铣刹牧显诓煌瑮l件下對鄰苯二甲酸的吸附性能,并以不同吸附動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)模型擬合吸附數(shù)據(jù),對吸附過程進(jìn)行深入研究。主要所做的工作包括以下:(1)采用共沉淀法合成出具有不同鋅鋁比的水滑石(Zn-Al LDH),將其作為載體,通過原位法合成出具有不同鋅鋁比的ZIF-8/LDH復(fù)合材料?疾炝瞬煌\鋁比對復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、形貌和ZIF-8負(fù)載情況的影響。將該復(fù)合材料用作吸附劑脫除水中的鄰苯二甲酸,考察了吸附時(shí)間、初始濃度、吸附溫度和pH等條件對吸附劑吸附性能的影響,并采用Langmuir、Frendlich和Langmuir-Frendlich等溫吸附模型對吸附熱力學(xué)過程進(jìn)行了擬合;采用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型及顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型對吸附動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)行擬合。最后,考察了吸附劑的循環(huán)使用性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同鋅鋁比水滑石表面均能原位生長...
【文章來源】:中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
水滑石的結(jié)構(gòu)
的投料比、溶液的 pH 和反應(yīng)時(shí)間等均對產(chǎn)物有影響。石咪唑酯骨架材料(ZIFs)(ZeoliticImidazolateFramZIFs 的結(jié)構(gòu)與組成有機(jī)骨架材料(MOFs)因其獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)、較大的表面積及性和可調(diào)性,已被廣泛應(yīng)用于吸附分離、催化和藥物分離等領(lǐng)料雖具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu),但由于 MOFs 穩(wěn)定性較差和成本較高等圍。沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)作為一類新型的 MOFs 材料的衍生物為連配體通過 N 原子與過渡金屬 Zn/Co 等組裝形成6]。目前已報(bào)道用于合成 ZIFs 材料的有機(jī)咪唑配體有十多種,2-乙基咪唑、2-異丙基咪唑、苯并咪唑、2-硝基咪唑和 5-二氯結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的沸石分子篩結(jié)構(gòu)類似,可以看作是將傳統(tǒng)沸石分i 被 Zn/Co 元素取代,咪唑或咪唑衍生物取代傳統(tǒng)沸石分子篩中和配體通過咪唑環(huán)上的 N 原子相連形成的新型材料。沸石咪用 M(Im)2表示,其中 M 代表金屬離子,Im 是有機(jī)咪唑配體。
1 緒論ZIFs 材料中金屬離子和有機(jī)咪唑形成的 M-Im-M 鍵角與傳統(tǒng)沸石分子篩中所形成的 Si-O-Si 鍵角都為 145。(圖 1-3)。所以,ZIFs 具有與傳統(tǒng)沸石分子篩相同的高穩(wěn)定性。Yaghi[47]等將 ZIF-8 分別置于不同的溶劑中測試其穩(wěn)定性,測試結(jié)果如圖 1-3 所示,在水和有機(jī)溶液中煮沸以后,ZIF-8 仍能保持較好的結(jié)構(gòu)和高的結(jié)晶度,說明 ZIF-8 具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性。Küsgens 等人測試了 ZIF-8、HKUST-1、MIL-101、MIL-100(Fe) 和 DUT-4 對水蒸汽的吸附性能,結(jié)果表明 ZIF-8 具有較高的水穩(wěn)定性和憎水性能[48]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同鋅鋁比水滑石的合成及其吸附脫除水中鄰苯二甲酸性能[J]. 楊盈利,閆新龍,胡曉燕,周敏. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2017(10)
[2]ZIF-8基多孔碳的制備及吸附性能[J]. 王春宇,張晶,張青云,徐炳乾,杜艷. 化工進(jìn)展. 2017(01)
[3]金屬有機(jī)骨架材料吸附去除環(huán)境污染物的進(jìn)展[J]. 李小娟,何長發(fā),黃斌,林振宇,劉以凡,林春香. 化工進(jìn)展. 2016(02)
[4]環(huán)膦酸酐副產(chǎn)物制備活性氧化鋁及其吸附甲基橙的研究[J]. 陳旭澤,伍佳偉,邱彩英,謝學(xué)忠,吳華東,郭嘉. 化學(xué)與生物工程. 2016(01)
[5]類沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)的研究進(jìn)展[J]. 王天龍,張燕,王新紅,馮鈉,曲敏杰. 化工進(jìn)展. 2015(11)
[6]核桃果皮基活性炭對苯酚吸附的熱力學(xué)研究[J]. 劉曉紅,王芳,王任震,呂俊芳. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2015(04)
[7]離子熱合成沸石分子篩:技術(shù)特性、研究進(jìn)展與應(yīng)用前景[J]. 田志堅(jiān),劉浩. 化工進(jìn)展. 2015(06)
[8]ZIF-8/乙二醇-水漿液吸收-吸附CH4/H2和CH4/N2[J]. 潘勇,張喆,童雄師,李海,劉蓓,孫長宇,陳光進(jìn). 化工學(xué)報(bào). 2015(08)
[9]沸石咪唑酯金屬-有機(jī)骨架材料的合成研究[J]. 郭翔,茹曉云,王曉芃,魏浩然. 化工新型材料. 2015(05)
[10]鋅鋁水滑石的控制合成及吸附性能研究[J]. 徐焱,李張成,王百年,于斌,張霄翔. 能源化工. 2014(06)
博士論文
[1]沸石咪唑酯骨架材料的合成與性能研究[D]. 石琪.太原理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于類沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8的催化性能研究[D]. 劉明明.太原理工大學(xué) 2014
本文編號(hào):3056580
【文章來源】:中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
水滑石的結(jié)構(gòu)
的投料比、溶液的 pH 和反應(yīng)時(shí)間等均對產(chǎn)物有影響。石咪唑酯骨架材料(ZIFs)(ZeoliticImidazolateFramZIFs 的結(jié)構(gòu)與組成有機(jī)骨架材料(MOFs)因其獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)、較大的表面積及性和可調(diào)性,已被廣泛應(yīng)用于吸附分離、催化和藥物分離等領(lǐng)料雖具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu),但由于 MOFs 穩(wěn)定性較差和成本較高等圍。沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)作為一類新型的 MOFs 材料的衍生物為連配體通過 N 原子與過渡金屬 Zn/Co 等組裝形成6]。目前已報(bào)道用于合成 ZIFs 材料的有機(jī)咪唑配體有十多種,2-乙基咪唑、2-異丙基咪唑、苯并咪唑、2-硝基咪唑和 5-二氯結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的沸石分子篩結(jié)構(gòu)類似,可以看作是將傳統(tǒng)沸石分i 被 Zn/Co 元素取代,咪唑或咪唑衍生物取代傳統(tǒng)沸石分子篩中和配體通過咪唑環(huán)上的 N 原子相連形成的新型材料。沸石咪用 M(Im)2表示,其中 M 代表金屬離子,Im 是有機(jī)咪唑配體。
1 緒論ZIFs 材料中金屬離子和有機(jī)咪唑形成的 M-Im-M 鍵角與傳統(tǒng)沸石分子篩中所形成的 Si-O-Si 鍵角都為 145。(圖 1-3)。所以,ZIFs 具有與傳統(tǒng)沸石分子篩相同的高穩(wěn)定性。Yaghi[47]等將 ZIF-8 分別置于不同的溶劑中測試其穩(wěn)定性,測試結(jié)果如圖 1-3 所示,在水和有機(jī)溶液中煮沸以后,ZIF-8 仍能保持較好的結(jié)構(gòu)和高的結(jié)晶度,說明 ZIF-8 具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性。Küsgens 等人測試了 ZIF-8、HKUST-1、MIL-101、MIL-100(Fe) 和 DUT-4 對水蒸汽的吸附性能,結(jié)果表明 ZIF-8 具有較高的水穩(wěn)定性和憎水性能[48]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同鋅鋁比水滑石的合成及其吸附脫除水中鄰苯二甲酸性能[J]. 楊盈利,閆新龍,胡曉燕,周敏. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2017(10)
[2]ZIF-8基多孔碳的制備及吸附性能[J]. 王春宇,張晶,張青云,徐炳乾,杜艷. 化工進(jìn)展. 2017(01)
[3]金屬有機(jī)骨架材料吸附去除環(huán)境污染物的進(jìn)展[J]. 李小娟,何長發(fā),黃斌,林振宇,劉以凡,林春香. 化工進(jìn)展. 2016(02)
[4]環(huán)膦酸酐副產(chǎn)物制備活性氧化鋁及其吸附甲基橙的研究[J]. 陳旭澤,伍佳偉,邱彩英,謝學(xué)忠,吳華東,郭嘉. 化學(xué)與生物工程. 2016(01)
[5]類沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)的研究進(jìn)展[J]. 王天龍,張燕,王新紅,馮鈉,曲敏杰. 化工進(jìn)展. 2015(11)
[6]核桃果皮基活性炭對苯酚吸附的熱力學(xué)研究[J]. 劉曉紅,王芳,王任震,呂俊芳. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2015(04)
[7]離子熱合成沸石分子篩:技術(shù)特性、研究進(jìn)展與應(yīng)用前景[J]. 田志堅(jiān),劉浩. 化工進(jìn)展. 2015(06)
[8]ZIF-8/乙二醇-水漿液吸收-吸附CH4/H2和CH4/N2[J]. 潘勇,張喆,童雄師,李海,劉蓓,孫長宇,陳光進(jìn). 化工學(xué)報(bào). 2015(08)
[9]沸石咪唑酯金屬-有機(jī)骨架材料的合成研究[J]. 郭翔,茹曉云,王曉芃,魏浩然. 化工新型材料. 2015(05)
[10]鋅鋁水滑石的控制合成及吸附性能研究[J]. 徐焱,李張成,王百年,于斌,張霄翔. 能源化工. 2014(06)
博士論文
[1]沸石咪唑酯骨架材料的合成與性能研究[D]. 石琪.太原理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于類沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8的催化性能研究[D]. 劉明明.太原理工大學(xué) 2014
本文編號(hào):3056580
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