【摘 要】
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污水中大量存在的重金属离子对人类和自然环境都造成了极大的威胁,因为重金属离子不可生物降解,一旦通过生物链或者饮用水直接进入人体,将会对人体带来不可逆的损害。因此,如何高效快速地除去重金属离子将是一个挑战性的课题。金属有机框架材料（Metal organic frameworks,MOFs）,是由金属离子或者金属簇与有机配体配位连接从而形成的多孔框架材料,近几年受到了人们的广泛关注。由于MOFs材料
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污水中大量存在的重金属离子对人类和自然环境都造成了极大的威胁,因为重金属离子不可生物降解,一旦通过生物链或者饮用水直接进入人体,将会对人体带来不可逆的损害。因此,如何高效快速地除去重金属离子将是一个挑战性的课题。金属有机框架材料（Metal organic frameworks,MOFs）,是由金属离子或者金属簇与有机配体配位连接从而形成的多孔框架材料,近几年受到了人们的广泛关注。由于MOFs材料自身的特性,比如超高的比表面积、可调控的孔隙结构、易于功能化等特点,它被广泛应用于气体吸附分离、催化、药物负载、传感等领域。已经有大量的研究证明了MOFs材料在重金属离子除去应用的优势。然而,也面临着很多的问题,MOFs粉体材料的难加工性、难分离回收以及潜在的二次污染等问题制约MOFs材料在污水处理领域的发展。基于此,人们提出了MOF膜的策略,希望通过改变MOFs材料的存在形式来避免粉体材料的劣势。MOF膜在保持MOFs粉体材料结构和特性的基础上,引入了膜的性能,这将更有利于MOF膜在重金属离子除去方面的应用。本文采用了两种易操作的方法制备了两种MOF膜,并探究了其在重金属离子除去方面的应用。1.采用简单的原位溶剂热法制备了一系列的基底支撑的MOF膜。在溶剂热条件下,通过锆离子与2,5-二巯基对苯二甲酸（H2DMBD）配位连接得到Zr-DMBD MOF。在MOF配体上引入的巯基官能团,能够通过与汞离子之间的配位作用来实现对汞离子的吸附除去。我们选择了滤纸作为基底,Zr-DMBD MOF颗粒生长在滤纸上得到MOF膜,称作Zr-DMBD滤膜。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、红外（FT-IR）等测试,证明了Zr-DMBD滤膜的成功制备。制备滤膜过程中,发现模板剂三氟乙酸（TFA）的使用有效地调控了MOF颗粒的生长过程,在滤纸基底的导向作用下,更多的MOF颗粒生长在滤纸上。我们用制备的Zr-DMBD滤膜进行了汞离子吸附实验研究。结果发现,制备的Zr-DMBD滤膜对汞离子有良好的除去能力,几分钟内可以除去溶液中97.8%的汞离子,并且具有良好的选择性和稳定性。2.采用后合成聚合的方法制备了自支撑的MOF膜。利用NH2-Ui O-66和单体甲基丙烯酸甲酯（MMA）的共聚过程成功的将聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）化学接枝在NH2-Ui O-66上,从而得到MOF聚合物粉末材料,记作NH2-Ui O-66-PMMA。MOF材料与聚合物之间存在的化学作用,能够有效地改善两者的兼容性,进而制备出连续没有缺陷的MOF膜。成功制备的NH2-Ui O-66-PMMA粉末通过蒸发诱导界面组装的方法,在水面上得到NH2-Ui O-66-PMMA膜。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、红外（FT-IR）等测试,证明了NH2-Ui O-66-PMMA膜的成功制备。制备的NH2-Ui O-66-PMMA膜对铅离子具有良好的除去能力。
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