论文部分内容阅读
金属-有机框架材料由于具有高的比表面积和孔隙率,好的热稳定性和化学稳定性等,已经在分析化学领域表现出潜在的应用价值。本论文以MIL-101(Cr)作为吸附材料用于萃取水体中的有机氯农药和色谱分离挥发性有机物。主要工作如下:(1)采用水热法成功合成了MIL-101(Cr)。对其进行了XRD粉末衍射、红外光谱、扫描电镜等结构和形貌表征,结果显示合成的MIL-101(Cr)的外观形状为八面体锥形,颗粒大小均匀;通过热重分析及气体吸附测定,结果显示MIL-101(Cr)能够在350℃稳定存在,比表面积为2218 m2/g。研究了MIL-101吸附水体中的17种有机氯农药,探讨了不同pH值、温度、吸附剂使用量、离子强度和吸附时间对有机氯农药吸附效果的影响,结果表明MIL-101(Cr)对有机氯农药的吸附易受温度、吸附剂用量和离子强度的影响。通过对α-六六六进行吸附动力学,吸附热力学和等温吸附模型研究,α-六六六在MIL-101(Cr)的吸附符合准二级动力学方程,且反应为自发的吸热反应,吸附过程符合Freundlich等温方程。在上述优化条件下,在10μg/L、20μg/L和50μg/L的浓度下,平行测定5次,研究了MIL-101(Cr)吸附有机氯农药的效果,结果显示:吸附率分别为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,利用乙二胺与MIL-101(Cr)在甲苯中回流12 h,成功合成了NH2-MIL-101(Cr)。通过对比MIL-101(Cr)与NH2-MIL-101(Cr)吸附有机氯农药的效果,结果表明:NH2-MIL-101(Cr)吸附有机氯农药的吸附率高于MIL-101(Cr)。这主要是由于NH2-MIL-101(Cr)中的氨基与有机氯农药之间存在氢键相互作用力。在10μg/L、20μg/L和50μg/L的浓度条件下,平行测定5次,吸附率分别为42.17-86.72%、62.775-100.42%和71.24-95.38%,且精密度均小于15%。(3)利用动态涂覆法将MIL-101(Cr)乙醇溶液涂覆至石英毛细管内壁,成功制备了MIL-101(Cr)毛细管色谱柱。通过测定苯、1-丁醇、2-戊酮、硝基丙烷和吡啶五种物质的McReynolds常数,确定了MIL-101(Cr)毛细管色谱柱的极性;MIL-101(Cr)对醇类物质表现出好的分离度和高的柱效,主要取决于醇类与MIL-101(Cr)孔道内壁的范德华力。链长越短,范德华力越弱,保留时间就越短;MIL-101(Cr)色谱柱在3min内快速的分离了二甲苯异构体,MIL-101(Cr)对二甲苯异构体的分离主要取决于-CH2-与MIL-101(Cr)的内壁之间的氢键作用力。MIL-101(Cr)对烯烃类、卤代烃、脂类物质也具有很好的分离效果。