【摘 要】
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黄金拥有非凡的理化特性,在电子,电信,航空,化学和医疗等高科技领域中发挥着重要作用。因此,从工业废料或者废水中回收金已经引起了极大的关注。本文通过改性锆基金属有机框
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黄金拥有非凡的理化特性,在电子,电信,航空,化学和医疗等高科技领域中发挥着重要作用。因此,从工业废料或者废水中回收金已经引起了极大的关注。本文通过改性锆基金属有机框架材料、制备新型锆基金属有机框架材料,合成了用于废水中金离子回收的吸附材料。通过pH、吸附时间、金离子浓度、重复利用次数对吸附性能的影响,并在实际废水中进行了吸附实验。通过研究吸附动力模型、等温吸附模型等考察了吸附机理,为实际废水中金的回收提供了理论基础。本文主要研究工作归纳如下:（1）本文首先制备了用于从废液中回收金的三种新型吸附材料,分别为5-氨基-2-巯基-1,3,4-噻二唑改性的锆基金属有机框架材料UiO-66-NH2（UiO-66-MTD）,硫辛酸改性的锆基金属有机框架材料UiO-66-NH2（UiO-66-TA）和将2,2’-二硫代二苯甲酸作为有机配体合成的新型金属有机框架材料（DTDD-MOF）,并通过场发射扫描电镜、红外光谱、热重和X光电子能谱仪对吸附剂进行了表征;（2）考察了pH、吸附时间、金离子浓度、重复利用次数和干扰离子的影响。研究结果表明,UiO-66-MTD在pH=6.0,吸附时间为120分钟对金离子的最大吸附量为:301.5 mg/g;UiO-66-TA的最佳吸附条件为pH=2.0,吸附时间为240分钟,最大吸附量为372 mg/g;DTDD-MOF在pH=2.0时,吸附平衡时间为900分钟,最大吸附量为1119 mg/g。UiO-66-MTD,UiO-66-TA和DTDD-MOF分别在循环使用3次、6次、5次后,吸附量无明显下降。UiO-66-MTD能从金、锌、锰、镁、镉、砷和钴的混合模拟溶液中选择吸附金离子,UiO-66-TA能从金、铅、锂、镁、铬、铁、锰、镉、铜、锌、铝、钴和镍的混合模拟溶液中选择吸附金离子,UiO-66-MTD能从金、铬、镁、铝、镍、铁、锌和铜的混合模拟溶液中选择吸附金离子。因此制备的三种吸附剂均具有良好的选择性和重复性;（3）研究了吸附动力学模型和等温吸附模型。吸附动力学模型研究结果表明:UiO-66-MTD、UiO-66-TA和DTDD-MOF对金的吸附均符合Pseudo-second-order模型,因此该吸附过程动力学限制性环节为化学吸附。等温吸附模拟结果研究表明,UiO-66-MTD、UiO-66-TA和DTDD-MOF对金离子的吸附均符合Langmuir模型,因此吸附过程属于单分子层化学吸附;（4）实验研究了吸附机理。Zeta电势、XPS和DFT计算结果表明,UiO-66-MTD、UiO-66-TA和DTDD-MOF对金离子的吸附机理均为螯合与离子交换作用。经研究得知,这些新型金吸附剂对金离子的吸附均基于螯合与离子交换作用。它们具有较高的吸附容量、良好的选择性并且可以循环使用。因此这些新型吸附剂在金离子回收利用应用方面具有广阔的应用前景。
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