后修饰UiO-66在污染物吸附与探测中的应用研究

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金属有机框架材料(Metal Organic Frameworks,MOFs)作为一种新式的吸附剂,在最近这些年发展的很快,也受到了科学研究工作者们密切的注意。MOFs材料和其他材料不同,优势明显,比如拥有比表面积和孔隙率很高的特点,而且可以根据需求对金属离子与有机配体相结合进行选择,可控制孔道的尺寸、形状和结构,丰富的几何结构和易功能化,金属有机框架材料在磁性、荧光、气体分离吸附、催化等方面的潜力都引起了研究者们的关注。邻苯二甲酸酯类物质(DMP),被称为“环境荷尔蒙”,对人们的身体健康有着潜移默化的影响;长期接触六价铬,会提高癌症的发病率,不仅是对人体,对自然环境也有着很大的伤害。所以,研究吸附剂对DMP和六价铬的去除有着很大的意义。主要的研究结果如下:(1)分别使用两种金属有机框架材料吸附水中的DMP,我们发现UiO-66-1对水中的DMP有很好的吸附作用,最大吸附量可达到404 mg/g,相比其他吸附剂,UiO-66-1对DMP的吸附量有一定的优势存在,可在5到10 min内迅速达到吸附饱和,且循环利用率高;通过吸附等温线模型和吸附动力学模型的拟合研究表明UiO-66-1的吸附过程比较符合Langmuir模型和拟二级动力学模型。通过比较UiO-66和UiO-66-1发现引入缺陷的UiO-66-1吸附量明显增大了一倍,晶体的尺寸也明显增大,UiO-66-1的比表面积比UiO-66大,达到了1438 m2/g,孔容0.58 cm3/g,为吸附DMP提供了比较优越的条件。(2)分别使用两种金属有机框架材料吸附水中的六价铬,我们发现UiO-66-1对水中的Cr(VI)有很好的吸附作用,最大吸附量可达到28 mg/g,可在5到10 min内迅速达到吸附饱和,且循环利用率高;通过吸附等温线模型和吸附动力学模型的拟合研究表明UiO-66-1的吸附过程比较符合Langmuir模型和拟二级动力学模型。通过比较UiO-66和UiO-66-1发现引入缺陷的UiO-66-1吸附量明显增大了一倍,晶体的尺寸也明显增大,UiO-66-1的比表面积比UiO-66大,达到了1438m2/g,孔容0.58 cm3/g,为吸附Cr(VI)提供了比较优越的条件。成功合成了Eu3+掺杂的UiO-66和UiO-66-1,掺杂了Eu3+的MOFs对水相中的Cr(VI)有荧光识别作用。(3)对膜的合成做了一系列的工作,通过调整配比成功合成了UiO-66膜和UiO-66-1膜,XRD表征实验显示了其晶体结构完整,峰型良好,扫描电镜可以看到晶体包裹着生长在载体膜的纤维上。
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