本文關(guān)鍵詞：基于金屬有機(jī)骨架材料的高效吸附劑研發(fā)

  更多相關(guān)文章： 金屬有機(jī)骨架材料 染料 吸附 鉻酸鹽 對硝基苯酚

【摘要】：近年來,金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)作為一種新型的吸附劑,因其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多樣性、比表面積較大以及孔徑可以調(diào)節(jié)等特性,在國內(nèi)外備受關(guān)注。本文制備了多種金屬有機(jī)骨架材料,以染料、鉻酸鹽以及對硝基苯酚為目標(biāo)污染物,研究其對污染物的吸附性能。具體研究結(jié)果如下:(1)合成了MIL-101-Fe和NH_2-MIL-101-Fe,并對其進(jìn)行XRD、FTIR、SEM、EDX以及Zeta電位的表征。系統(tǒng)研究了NH_2-MIL-101-Fe對兩種典型染料—羅丹明B(RhB)和酸性橙7(AO7)的最佳吸附條件。結(jié)果表明,NH_2-MIL-101-Fe的最佳用量為0.01 g,吸附時間2 h。采用擬一級和擬二級動力學(xué)方程對數(shù)據(jù)擬合,發(fā)現(xiàn)NH_2-MIL-101-Fe對兩種染料的吸附均符合擬二級動力學(xué)。NH_2-MIL-101-Fe對AO7的吸附符合Langmuir和Freundlich模型,而NH_2-MIL-101-Fe對RhB的吸附則符合Freundlich模型。NH_2-MIL-101-Fe對AO7和RhB兩種染料均有很好的吸附效果,其中對RhB的吸附效果更好,表明了MOFs材料在染料吸附方面的巨大潛能。(2)采用共沉淀法合成了Fe_3O_4@NH_2-MIL-101-Fe,并利用XRD、FTIR、TEM對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,結(jié)果表明NH_2-MIL-101-Fe成功地包覆于Fe_3O_4上,成功地合成了核殼結(jié)構(gòu)的Fe_3O_4@NH_2-MIL-101-Fe。對Fe_3O_4@NH_2-MIL-101-Fe吸附鉻酸鹽進(jìn)行研究,實驗結(jié)果表明:Fe_3O_4@NH_2-MIL-101-Fe的最佳用量為0.08 g,溶液最佳pH為5.67,Fe_3O_4@NH_2-MIL-101-Fe對鉻酸鹽的吸附過程符合擬二級動力學(xué),吸附等溫線符合Freundlich模型。通過對共存離子的研究,發(fā)現(xiàn)Fe_3O_4@NH_2-MIL-101-Fe對鉻酸鹽的吸附具有高效選擇性,同時Fe_3O_4@NH_2-MIL-101-Fe在吸附后可以通過外加磁場實現(xiàn)快速分離。(3)通過XRD、FTIR、SEM對合成的ZIF-8分析表征,結(jié)果說明成功的制備出了ZIF-8材料。對ZIF-8吸附對硝基苯酚(PNP)進(jìn)行研究,實驗結(jié)果表明:ZIF-8最佳用量為0.02 g,吸附時間為30 min,溶液最佳pH為6.50,ZIF-8對PNP的吸附過程符合擬二級動力學(xué),吸附等溫線符合Freundlich模型。通過對共存分子的探究,發(fā)現(xiàn)ZIF-8吸附PNP有高效選擇性。同時考察了吸附-解吸循環(huán)對吸附效果的影響,表明ZIF-8具有良好的再生性和可重用性,說明MOFs在有機(jī)污染物吸附去除方面有著廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：金屬有機(jī)骨架材料 染料 吸附 鉻酸鹽 對硝基苯酚
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703;O647.33
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 水體中的污染物11-12
• 1.2 金屬有機(jī)骨架材料12-13
• 1.2.1 金屬有機(jī)骨架的類型12-13
• 1.2.2 金屬有機(jī)骨架的合成方法13
• 1.3 金屬有機(jī)骨架的功能化改性13-14
• 1.4 金屬有機(jī)骨架在液相中的應(yīng)用14-15
• 1.5 研究的目的及主要內(nèi)容15-17
• 第二章 MOFs對陰、陽離子染料的吸附研究17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 實驗方法17-20
• 2.2.1 實驗試劑17-18
• 2.2.2 實驗儀器18-19
• 2.2.3 MIL-101 材料的制備19
• 2.2.4 NH_2-MIL-101-Fe的制備19
• 2.2.5 吸附實驗19-20
• 2.2.6 分析方法20
• 2.3 結(jié)果與討論20-30
• 2.3.1 MIL-101 的表征20-22
• 2.3.2 NH_2-MIL-101-Fe的吸附性能22-23
• 2.3.3 吸附劑添加量的影響23-24
• 2.3.4 吸附時間對吸附效果的影響24
• 2.3.5 pH對吸附效果的影響24-26
• 2.3.6 吸附動力學(xué)26-28
• 2.3.7 吸附等溫線28-30
• 2.4 章節(jié)小結(jié)30-31
• 第三章 磁性MOFs對鉻酸鹽的吸附研究31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 實驗方法31-34
• 3.2.1 實驗試劑31-32
• 3.2.2 實驗儀器32
• 3.2.3 磁性MOFs的制備32-33
• 3.2.4 吸附實驗33
• 3.2.5 分析方法33-34
• 3.3 結(jié)果與討論34-41
• 3.3.1 Fe_3O_4@NH_2-MIL-101-Fe的表征34-36
• 3.3.2 Fe_3O_4@NH_2-MIL-101-Fe的吸附性能36
• 3.3.3 吸附劑添加量的影響36-37
• 3.3.4 pH值對吸附效果的影響37-38
• 3.3.5 吸附動力學(xué)38-39
• 3.3.6 吸附等溫線39-41
• 3.3.7 共存陰離子的影響41
• 3.4 章節(jié)小結(jié)41-43
• 第四章 ZIF-8 對對硝基苯酚的吸附研究43-55
• 4.1 引言43
• 4.2 實驗部分43-45
• 4.2.1 實驗試劑43-44
• 4.2.2 實驗儀器44
• 4.2.3 樣品的制備44
• 4.2.4 吸附實驗44-45
• 4.2.5 表征方法45
• 4.3 結(jié)果與討論45-53
• 4.3.1 ZIF-8 的表征45-47
• 4.3.2 吸附劑添加量的影響47
• 4.3.3 吸附時間對吸附效果的影響47-48
• 4.3.4 pH值對吸附效果的影響48-49
• 4.3.5 吸附動力學(xué)49-50
• 4.3.6 吸附等溫線50-52
• 4.3.7 共存分子對吸附性能的影響52-53
• 4.3.8 吸附-解吸循環(huán)53
• 4.4 章節(jié)小結(jié)53-55
• 第五章 結(jié)論與展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-67
• 致謝67-69
• 附錄69

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本文編號：1109140