金屬有機骨架材料對污染物的吸附研究.pdf

1、金屬-有機骨架材料(MOFs)是一類建立在金屬離子與有機配體相互作用基礎(chǔ)上的新型多孔材料，由于其具有豐富可控的空間拓撲和孔結(jié)構(gòu)，較高的比表面積，良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，以及獨特的光、電、磁等優(yōu)異性質(zhì)，因此在吸附、分離、催化、傳感、成像等諸多領(lǐng)域有著誘人的應(yīng)用前景。本論文主要研究了以MOFs作為吸附材料在吸附有毒有機污染物方面的應(yīng)用，具體研究內(nèi)容如下：
　　 (1)使用高溫水熱法合成了具有超大比表面和良好穩(wěn)定性的MIL-101

2、材料，通過掃描電鏡、X-射線衍射、熱重分析等手段對材料進行了表征。并將其作為吸附材料，研究了其對咖啡因、磺胺甲惡唑、磺胺二甲基嘧啶、磺胺嘧啶、磺胺這五種醫(yī)藥品和個人護理品(PPCPs)的吸附效果，考察了吸附時間、離子強度和pH值等因素對吸附效果的影響，測定了不同溫度下的吸附等溫線，并采用Freund1ich方程對吸附等溫線進行擬合，根據(jù)擬合數(shù)據(jù)計算得到了相應(yīng)的吸附熱力學(xué)參數(shù)△G、△H、△S。結(jié)果表明，MIL-101對五種PPCPs的吸附

3、是一個自發(fā)的吸熱熵增過程，其對五種PPCPs的平衡吸附容量順序為：咖啡因＞磺胺甲惡唑＞磺胺二甲基嘧啶＞磺胺嘧啶＞磺胺。MIL-101對PPCPs的吸附可能是由多種因素綜合作用的結(jié)果，如目標(biāo)分析物的分子大小與MIL-101孔道結(jié)構(gòu)的匹配程度，MIL-101表面所帶的正電荷與PPCPs分子之間的靜電作用，以及MIL-101骨架結(jié)構(gòu)上的苯環(huán)和PPCPs分子的芳環(huán)之間的π-π相互作用等。
　　 (2)使用高溫水熱法合成了具有良好化學(xué)穩(wěn)定

4、性和骨架結(jié)構(gòu)可伸縮的MIL-53材料，并通過掃描電鏡、X-射線衍射、熱重分析等手段對材料進行了表征。并將其作為吸附材料，研究了其對鄰硝基苯酚、苯酚、鄰苯二酚三種酚類化合物的吸附效果，考察了吸附時間、離子強度和pH值等因素對吸附效果的影響，測定了不同溫度下的吸附等溫線，并采用Freund1ich方程對吸附等溫線進行擬合，根據(jù)擬合數(shù)據(jù)計算得到了相應(yīng)的吸附熱力學(xué)參數(shù)△G、△H、△S。結(jié)果表明，MIL-53對三種酚類化合物的吸附是一個自發(fā)的吸熱