水中有機(jī)污染物的污染對(duì)水生環(huán)境和人類健康的危害已經(jīng)引起人們的高度重視,由于其高毒性、難降解以及含量較低,致使有機(jī)污染物的去除和檢測(cè)成為一項(xiàng)艱巨的任務(wù),也是一個(gè)重要的研究方向,其中關(guān)鍵的瓶頸問(wèn)題是發(fā)展高效吸附劑。因此,本文將金屬-有機(jī)骨架材料（MOFs）的優(yōu)異吸附特性與磁性材料的簡(jiǎn)便快速分離優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合,發(fā)展高效吸附富集廢水中有機(jī)污染物的磁性MOFs（MMOFs）及分離分析方法。本文設(shè)計(jì)了以Fe₃O₄為中心,分別制備了三種MMOFs:MZIF-67（Co）、MMOF-235（Fe）和MMOF-5。制備的MMOFs分別對(duì)環(huán)丙沙星、亞甲基藍(lán)、酚類具有良好的吸附效果,并對(duì)其吸附機(jī)理和吸附特性進(jìn)行研究。其中MMOF-5結(jié)合HPLC-UV建立了一種水中酚類污染物分離富集的檢測(cè)方法。第一章:簡(jiǎn)要介紹了水中有機(jī)污染物的危害及其研究進(jìn)展;概述了磁性金屬-有機(jī)骨架復(fù)合材料的制備方法以及應(yīng)用。第二章:基于聚多巴胺修飾磁性粒子和表面層層自組裝的方法,發(fā)展了磁性金屬-有機(jī)骨架復(fù)合材料（MZIF-67（Co））的制備新方法。將聚多巴胺包覆的Fe₃O<... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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MOFs的吸附機(jī)理Figure1-1TheadsorptionmechanismofMOFs

???旌銜锍??囟ǖ氖奔洹?其中，PDA的-OH和-NH充當(dāng)高效分子接頭，通過(guò)非共價(jià)吸附和共價(jià)交聯(lián)相互作用吸引和錨定ZIF-7，促進(jìn)ZIF的完全磁化并增強(qiáng)其穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性。將Fe3O4納米顆粒負(fù)載在MOF上的另一種混合方法是化學(xué)鍵，與機(jī)械混合相比，化學(xué)鍵可以賦予所得材料更高的化學(xué)穩(wěn)定性，更長(zhǎng)的磁性能和更好的重現(xiàn)性。胡等人[32]首先將Fe3O4納米顆粒用氨基官能化，然后立即在超聲下添加到新形成的MOF-5白色沉淀物中，最后將混合物轉(zhuǎn)移到高壓釜中進(jìn)行反應(yīng)�？梢酝ㄟ^(guò)X射線光電子能譜（XPS）確認(rèn)基于化學(xué)鍵的機(jī)理（圖1-2）。這種將氨基官能化的Fe3O4納米粒子化學(xué)鍵合到MOFs晶體表面的方法提高了雜化微晶的化學(xué)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)均勻性。圖1-2磁性MOF-5的XPS光譜（A）N1sXPS光譜（B）和O1sXPS光譜（C）[32]Figure1-2XPSspectraofmagneticMOF-5(A)N1sXPSspectra(B)andO1sXPSspectra(C)[32]1.2.1.2原位生長(zhǎng)法該方法是基于原MOFs的制備，然后分散在含有用于制備MNPs的試劑的混合物中。MNPs的生長(zhǎng)是在MOFs存在下進(jìn)行的。通常通過(guò)這種方法是將MNPs嵌入在MOFs的表面獲得MMOFs。由于合成的產(chǎn)物MMOFs中大量的游離MNPs，在分離過(guò)程中，通過(guò)離心分離MNPs，然后在外部磁場(chǎng)下分離MMOFs和MOFs。最近，Saikia及其同事[33]報(bào)道了一種在MIL-101(Cr)載體上合成Fe3O4納米顆粒，以首次獲得Fe3O4@MIL-101(Cr)納米復(fù)合材料的簡(jiǎn)便方法，即將氨水添加入含F(xiàn)eCl2，F(xiàn)eCl3和MIL-101(Cr)的懸浮液。從FESEM圖像中可以看出，均勻球形的Fe3O4納米顆

第一章緒論5粒結(jié)合在MIL-101表面上，而不會(huì)破壞MIL-101(Cr)的特征立方對(duì)稱性。BET的表面積和孔體積分別保持在1439m2g-1和0.97cm3g-1。納米復(fù)合材料具有超順磁性。王等人[34]報(bào)道了通過(guò)新穎的原位還原沉淀法成功制備了Fe3O4/MIL-101(Cr)。根據(jù)推測(cè)，該材料形成過(guò)程是溶液中的Fe3+通過(guò)金屬鍵與Cr3+結(jié)合，對(duì)MIL-101(Cr)的-COOH產(chǎn)生螯合作用，然后部分Fe3+被亞硫酸鈉還原為Fe2+離子。最后，在添加氨溶液的情況下均勻地形成了Fe3O4納米顆粒（圖1-3所示）。這種方法更簡(jiǎn)單，更快捷，超聲處理有效地避免了結(jié)塊，在室溫下僅需要45分鐘的就完成反應(yīng)。圖1-3Fe3O4/MIL-101(Cr)合成過(guò)程[34]Figure1-3SynthesisprocessofFe3O4/MIL-101(Cr)[34]1.2.1.3嵌入法顧名思義，嵌入法是將磁性粒子材料嵌入MOFs的表面。通常，當(dāng)通過(guò)包埋法制備MNPs時(shí)，將MNPs置于MOFs的成核和生長(zhǎng)混合物中，然后通過(guò)超聲或水熱條件將MNPs包埋在形成的MOFs中。通過(guò)嵌入方法合成的MMOFs材料結(jié)構(gòu)通常類似于MOFs結(jié)構(gòu)。在包埋法的基礎(chǔ)上，龐等人[35]在室溫下，將2-甲基咪唑（2-MeIM）和Zn(NO3)2在納米Fe3O4存在下反應(yīng)制備了Fe3O4/ZIF-8復(fù)合材料。根據(jù)納米結(jié)構(gòu)中的磁性分布和粒子的表面電荷，F(xiàn)e3O4/ZIF-8復(fù)合材料的生長(zhǎng)可歸因于膠體粒子之間的靜電吸引驅(qū)動(dòng)的納米晶嵌入過(guò)程。將Zn(NO3)2溶液注入混合物后，通過(guò)均勻成核，2-MeIM和Zn2+迅速形成小的ZIF-8晶體種子。隨著ZIF-8納米晶的生長(zhǎng)，表面的正電荷逐漸增加，因


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