金屬-有機框架材料MIL-101吸附分離性能研究.pdf

1、金屬-有機框架材料由于具有高的比表面積和孔隙率，好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等，已經(jīng)在分析化學(xué)領(lǐng)域表現(xiàn)出潛在的應(yīng)用價值。本論文以MIL-101(Cr)作為吸附材料用于萃取水體中的有機氯農(nóng)藥和色譜分離揮發(fā)性有機物。主要工作如下：
　　(1)采用水熱法成功合成了 MIL-101(Cr)。對其進行了 XRD粉末衍射、紅外光譜、掃描電鏡等結(jié)構(gòu)和形貌表征，結(jié)果顯示合成的MIL-101(Cr)的外觀形狀為八面體錐形，顆粒大小均勻；通過熱重分析及氣

2、體吸附測定，結(jié)果顯示MIL-101(Cr)能夠在350℃穩(wěn)定存在，比表面積為2218 m2/g。研究了MIL-101吸附水體中的17種有機氯農(nóng)藥，探討了不同pH值、溫度、吸附劑使用量、離子強度和吸附時間對有機氯農(nóng)藥吸附效果的影響，結(jié)果表明MIL-101(Cr)對有機氯農(nóng)藥的吸附易受溫度、吸附劑用量和離子強度的影響。通過對α-六六六進行吸附動力學(xué)，吸附熱力學(xué)和等溫吸附模型研究，α-六六六在MIL-101(Cr)的吸附符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程，

3、且反應(yīng)為自發(fā)的吸熱反應(yīng)，吸附過程符合Freundlich等溫方程。在上述優(yōu)化條件下，在10μg/L、20μg/L和50μg/L的濃度下，平行測定5次，研究了MIL-101(Cr)吸附有機氯農(nóng)藥的效果，結(jié)果顯示：吸附率分別為40.13-67.47%、39.59-72.35%和51.06-76.77%，且精密度均小于15%。
　　(2)采用后合成法，利用乙二胺與MIL-101(Cr)在甲苯中回流12 h，成功合成了NH2-MIL-10

4、1(Cr)。通過對比MIL-101(Cr)與NH2-MIL-101(Cr)吸附有機氯農(nóng)藥的效果，結(jié)果表明：NH2-MIL-101(Cr)吸附有機氯農(nóng)藥的吸附率高于 MIL-101(Cr)。這主要是由于NH2-MIL-101(Cr)中的氨基與有機氯農(nóng)藥之間存在氫鍵相互作用力。在10μg/L、20μg/L和50μg/L的濃度條件下，平行測定5次，吸附率分別為42.17-86.72%、62.775-100.42%和71.24-95.38%，且

5、精密度均小于15%。
　　(3)利用動態(tài)涂覆法將 MIL-101(Cr)乙醇溶液涂覆至石英毛細(xì)管內(nèi)壁，成功制備了 MIL-101(Cr)毛細(xì)管色譜柱。通過測定苯、1-丁醇、2-戊酮、硝基丙烷和吡啶五種物質(zhì)的McReynolds常數(shù)，確定了MIL-101(Cr)毛細(xì)管色譜柱的極性；MIL-101(Cr)對醇類物質(zhì)表現(xiàn)出好的分離度和高的柱效，主要取決于醇類與MIL-101(Cr)孔道內(nèi)壁的范德華力。鏈長越短，范德華力越弱，保留時間就越