基于金属有机骨架材料的除磷吸附剂研发

来源 :济南大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:beijingmonkey
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近年来,金属有机骨架材料(MOFs)作为一种新型的多孔材料,因其在吸附、传感、催化、储氢、分离等方面的优良性能而备受关注。本论文制备了多种金属有机骨架材料应用于磷酸盐的吸附实验中,探究其对磷酸盐的吸附效能,具体研究结果如下:(1)采用传统水热法,合成了MIL-101(Fe)及具有磁性的Fe3O4@MIL-101(Fe)材料,并对其进行了X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)表征,结果表明,MIL-101(Fe)成功地包覆于Fe3O4上,合成了核壳结构的Fe3O4@MIL-101(Fe)。对Fe3O4@MIL-101(Fe)吸附磷酸盐的性能进行探究,包括吸附剂投加量、pH值、吸附时间对吸附过程的影响,并进行了吸附动力学和等温线拟合,发现其符合拟二级动力学及Langmuir吸附等温线模型。与其他常见吸附剂相比,Fe3O4@MIL-101(Fe)具有很好的吸附效果。同时,Fe3O4@MIL-101(Fe)在吸附后可以通过外加磁场实现快速分离,为磷酸盐的去除提供了一种简便有效的方法。(2)采用水热法合成了La-MOFs,并利用XRD、FTIR、SEM以及Zeta电位对其表征。考察了吸附剂投加量、pH值、吸附时间对磷酸盐吸附过程的影响。结果表明La-MOFs吸附磷酸盐的过程更符合拟二级动力学模型和Langmuir等温线模型,推断出其吸附机理为静电吸引和配体交换。此外,La-MOFs对磷酸根的吸附性能较Fe3O4@MIL-101(Fe)有了很大的提升,说明La-MOFs材料在磷酸盐吸附方面有巨大潜能。(3)水热合成NH2-La-MOFs材料并利用XRD、FTIR、SEM、能量色散X射线光谱(EDX)及Zeta电位进行表征。对NH2-La-MOFs吸附磷酸根的性能进行探究,考察了吸附剂投加量、pH值、吸附时间对其的影响。结果表明该材料对磷酸根的吸附效果较好,符合拟二级动力学和Langmuir吸附等温线模型。还通过对NH2-La-MOFs的连续在线原位衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)实验,证明了NH2-La-MOFs对磷酸根的吸附存在化学吸附。
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