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多环芳烃(PAHs),一种比较难降解的有机污染物,能够严重污染水体环境。由于较强的危害性,它们在水循环中的存在会对人类健康和环境质量产生危害。因此,人们对于找到有效的去除多环芳烃(PAHs)的吸附剂产生了很大的兴趣。与传统的吸附剂比较,金属有机骨架材料(MOFs)可以作为更好的吸附剂,优势在于它们具有多种多样的组分和结构类型,大的比表面积以及用来调节吸附能力的配位不饱和与饱和的活性位点。这些特征使得MOFs材料成为可以去除水中PAHs的有效的吸附剂。本文中,我们研究了合成不同晶面暴露的Al-MIL-96 MOFs材料的方法,以及探索了它们吸附水溶液中多环芳烃-萘的吸附性能。主要研究的三部分内容如下:一、通过改变金属盐与有机配体的摩尔配比,我们合成出了三种不同晶面暴露的Al-MIL-96材料(暴露[001]和[100]晶面的六棱柱,暴露[001]、[100]和[102]晶面的二十面体,以及暴露[102]双锥十二面体)。详细地描述了产物MIL-96的形貌特征,并探究了搅拌速度,反应时间等因素对产物MIL-96形貌的影响,而且通过XRD,SEM,IR等测试方法表明了我们成功地合成了不同晶面暴露的Al-MIL-96 材料。二、我们主要研究了混合晶面暴露的MIL-96(二十面体MIL-96-B)在水溶液中对萘的吸附。298K时,当MIL-96-B用量为0.5g/L时,对萘的最大去除率可达98%。吸附动力学模型数据拟合结果显示了在萘的两种初始浓度不同的条件下,准二阶动力学模型更加适合MIL-96-B对萘的吸附。而MIL-96-B对水溶液中萘的吸附则比较符合Temkin和D-R方程,Temkin方程中的参数bT表明了MIL-96-B吸附水溶液中萘的过程为吸热过程,同时,热力学参数中正的AH。值也说明该吸附过程为吸热过程。溶液pH值(4-10)对萘在MIL-96-B上的吸附量没有明显的影响。因此,能够从水溶液中高效的去除萘,可能是MIL-96骨架中有机配体(均苯三甲酸)中的苯环通过与萘中的苯环基团之间的π-3c作用以及较强的疏水环境的存在。因此对于未来的研究,MIL-96应该会是一种可以高效去除水溶液中PAHs的很有前途的吸附剂。三、我们将金属面暴露的MIL-96-A和配体面暴露的MIL-96-C材料对水溶液中萘的吸附性能进行有效的比较。通过对动力学模型,等温线模型以及热力学参数等结果的分析,并将准二阶动力学模型中的速率常数k2进行比较,我们发现MIL-96-C的吸附速率常数k2要比MIL-96-A大,说明MIL-96-C吸附水溶液中萘的速率要比MIL-96-A快。而且通过D-R模型,我们可以得出MIL-96-A和MIL-96-C对水溶液中萘吸附的最大量分别为142.6 mg/g和502.8 mg/g。两种MIL-96材料对萘的吸附都是自发的,并且吸附都是吸热的过程。溶液pH值(4-10)对萘在两种MIL-96材料上的吸附量没有明显的影响。因此,对于两种不同晶面暴露的MIL-96材料吸附水溶液中的萘速率常数与最大吸附量的区别,可能归因于MIL-96-C表面上有配位不饱和的配体的存在,即过量的有机配体(均苯三甲酸)会与萘中的苯环之间形成强烈的π-π键作用以及较强的疏水环境的存在,而MIL-96-A表面上存在配位不饱和的金属离子(铝离子),仅仅有骨架中的有机配体与萘中的苯环形成的π-π键的作用。