共价有机骨架及其复合材料去除废水中有机污染物的研究

来源 :河北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaohuihuang8801
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,水污染已被视为全球环境污染的主要威胁,水的循环利用已成为至关重要的问题。通过吸附或光催化降解对废水进行解毒以实现纯净和可饮用的水已被确定为对环境无害,节约能源并具有成本效益。在这种情况下,多孔材料在检测废水中的污染物和处理废水方面已经获得了巨大的研究进展,如金属-有机骨架(MOFs)和共价有机骨架(COFs)。由于COFs具有低密度、高比表面积、孔径易控可调以及稳定性强等特性,有望成为净化环境的通用多孔材料。为此,本研究设计合成了TP-TAPPA-COF及Fe3O4@TP-TAPPA-COF、Fe3O4@NH2-MOF-5@TP-TAPPA-COF复合材料,用于去除废水中有机污染物,详细优化了合成与去除条件,研究了其去除机理。1.基于席夫碱反应合成了三维的共价有机骨架材料,用于吸附去除水体中邻硝基苯酚。本研究以N,N,N,N,-四(对氨基苯基)对苯二胺(TAPPA)为氨基配体和三醛基间苯三酚(TP)为醛基配体,在均三甲苯/1,4二噁烷/乙酸混合溶剂中,通过溶剂热法合成了新型的共价有机骨架材料(TP-TAPPA-COF);通过SEM、Zeta电位、红外、N2吸附、热重对所制备的COF进行了表征,将其作为吸附剂应用于水溶液中邻硝基苯酚的吸附研究。研究了吸附剂用量,p H等条件对邻硝基苯酚吸附的影响,表现出优异的吸附能力(吸附能力达到460 mg·g-1)。吸附动力学符合伪一级动力学模型,吸附等温线遵循Langmuir等温方程。此外,COF表现出良好的重复使用性能,在连续5次循环后,去除效率降低11%。2.为了解决COFs因质地轻而难以从水溶液中分离出来的问题,将氨基功能化的磁性微球包覆在COFs表面,制备了磁性共价有机骨架复合材料(Fe3O4@TP-TAPPA-COF);通过TEM、XRD、N2吸附、红外、Zeta电位对合成材料进行系列表征;将合成的Fe3O4@TP-TAPPA-COF作为吸附剂用于对水中的2,6-二氯苯酚吸附实验研究。研究了吸附剂用量,p H等条件对2,6-二氯苯酚吸附的影响。结果表明,Fe3O4@TP-TAPPA-COF对2,6-二氯苯酚具有优异的吸附效果,并可用伪一级动力学进行很好的拟合。Fe3O4@TP-TAPPA-COF吸附2,6-二氯苯酚可自发进行,且为放热反应。制备的Fe3O4@TP-TAPPA-COF吸附剂具有良好的重复使用性,且回收率高达85%。3.将NH2-Fe3O4、NH2-MOF-5与TP-TAPPA-COF三种材料通过共价连接的方法,制备了具有高催化性能的Fe3O4@NH2-MOF-5@TP-TAPPA-COF多相催化剂。通过PL、DRS等对材料进行系列表征。将制备的Fe3O4@NH2-MOF-5@TP-TAPPA-COF催化剂对水中亚甲基蓝染料(MB)进行光催化性能评价。对比了NH2-MOF-5、Fe3O4@TP-TAPPA-COF、Fe3O4@NH2-MOF-5@TP-TAPPA-COF三种材料光催化性能,优化了溶液p H和MB浓度等因素对Fe3O4@NH2-MOF-5@TP-TAPPA-COF光催化降解MB的影响。实验结果表明,Fe3O4@NH2-MOF-5@TP-TAPPA-COF催化剂对MB具有良好的光催化性能,去除率可达90%;在p H=10时,光催化降解效率最佳;Fe3O4@NH2-MOF-5@TP-TAPPA-COF光催化降解MB的基团作用顺序为e->·OH>h+>·O2-。
其他文献
免疫性血小板减少症(immune thrombocytopenia,ITP)是由于自身免疫异常导致的血小板破坏过多的临床综合征,以出血及外周血小板减少、骨髓巨核细胞正常或增多为主要临床表现的出血性疾病,部分患者可出现颅内出血以及消化道出血等危重情况进而影响患者生命。ITP患者因出血风险增大、疾病转归的不可预测性、对疾病的恐惧感、需长时间治疗、社会活动减少、影响工作等各种因素导致生活质量严重降低,甚
稠环芳烃(PAHs)分子具有大π共轭体系,电子在其内部高度离域且呈现出优良的光物理化学性能。相比于全碳芳烃,引入杂原子或者杂环制备的嵌杂稠环芳烃更能有效调控分子的光学、电学、磁学等性能,且材料可以从p-型转换成n-型。呋喃作为自然界广泛存在的结构单元,具有重要的生物活性和生物降解性;氧原子半径小(0.66?),利于分子间堆积进而促进电荷传输;另外,呋喃还具有高的摩尔吸光系数;理论计算也表明,引入呋
刺激响应型聚合物能够对环境温度、p H值、电场等的变化产生强烈的构象或化学反应。这些聚合物材料在生物医学和材料工程领域有广泛应用,例如智能表面、纳米材料和细胞免疫等。聚合物刷被认为是用于设计刺激响应表面极具前景的材料。本文以高分子刷为研究对象,通过自洽场理论计算得到平均高度、概率分布和密度分布等参数,进而考察高分子刷上接枝二嵌段共聚物单链的末端的构象变化和连接点的构象变化等相关信息。在研究中,以自
荧光分子检测成像是一种新的分子成像技术,其突出特点是非入侵性地对活体内参与生理和病理过程的分子事件进行定性或定量可视实时观察,是目前国际上公认的开展活体内分子事件研究的主流手段之一,在生理代谢、疾病早期诊断、新药研发与药效监控等诸多领域有着重大的应用价值。铜元素是排在铁元素和锌元素以后在生物体内含量处于第三位的必需微量金属元素。铜元素在生物体系中以还原态的一价铜离子和氧化态的二价铜离子两种形式存在
壳聚糖是一种带有正电荷的重要功能性多糖,具有良好的生物兼容性和可降解性,广泛应用于食品、化工、医药等领域。目前,工业上获得壳聚糖的来源主要是虾、蟹壳等海产品的几丁质。由于几丁质溶解性差、化学性质不活泼等原因,其直接应用范围受到限制。因此,将几丁质制备成用途更加广泛的壳聚糖是本领域研究热点。传统的制备壳聚糖方法获得的壳聚糖往往品质较差,且对反应条件要求较高。为了获得高脱乙酰度、高品质的壳聚糖,同时降
本文研究了新视界第一定律是否还适用于高阶引力理论,特别是f(R,RμvRμv)引力。由广义相对论的场方程和新视界第一定律可直接推导出静态球对称黑洞下的熵与能量,将此方法运用于f(R)引力理论发现同样能得到预期结果,随后我们考虑了f(R,RμvRμv)引力理论,首先对该理论中拉式量进行变分得出场方程,其次使用Wald熵公式导出该理论对应的静态球对称黑洞熵,最后使用新视界第一定律,勒让德变换以及场方程
新课程理念对于小学语文教学提出了新的要求,要求教师在语文课程教学中关注学生的核心素养培养。核心素养是学生在学习活动中应当具备的必备品质和关键能力,在课程教学中,教师要从语言应用、思维能力、审美素养和人文修养四个维度全面提高学生的素质。基于此,本文探讨了小学语文学科的核心素养内涵并提出了几点培养策略。
本文研究了新视界第一定律是否仍然适用于高维的f(R)引力。我们首先得到D维f(R)引力理论的引力场方程,然后由引力场方程可以解出黑洞的具体度规形式。接下来我们计算了高维f(R)引力理论中黑洞的几何体积,最后由这些结果得到了的一般静态球对称黑洞的熵与能量的计算公式。在应用方面,我们计算了一些令人感兴趣的高维f(R)引力中的一些黑洞解的熵与能量。这些例子中,有曲率标量为常数的黑洞度规,也有曲率标量为非
本文研究了在无穷阶导数引力理论下的黑洞解及其度规修正后的黑洞热力学性质。在广义相对论中,通过对作用量变分得到引力场方程,对其黑洞解分析热力学性质,得到其温度和熵。当在作用量中加入高阶曲率项之后,一般地会给原来的引力场方程带来修正项,从而影响黑洞解及其相应的热力学性质。我们首先介绍了该引力理论中的引力场方程,然后在Schwarzschild度规附近进行微扰求解,得到了高阶曲率项带来的度规修正,并进一
随着科学技术的发展,气体痕量检测技术被广泛的应用大气监测、医疗健康、环境监测、工业过程控制中,对于气体的痕量检测技术精度和稳定性的需求都在日益提升。与其他气体检测技术相比,激光光谱测量技术更具备优势:可以直接测量、具备很快的响应速度和极高的灵敏度等。本文主要利用激光光谱测量技术在痕量检测上的优势,搭建了基于半导体激光器的可调谐吸收光谱系统(TDLAS)和激光诱导光热光谱系统(LITES),实现了针