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氟是人体的必须元素之一,但长期摄入含量超过1.5 mg/L的含氟水会导致氟斑牙,氟骨症等疾病,因此去除水中的氟是一项具有积极意义的研究。本文首先概述了氟离子污染来源、危害及常见的氟离子去除方法,随后概述了金属有机骨架的研究发展历程、合成方法和在吸附、气体储存与分离、传感等领域的实际应用,最后提出了本论文的研究目的和意义。本文分别以金属有机骨架ZIF-8和玉米苞叶为载体,制备了Al@ZIF-8、Fe@ZIF-8、Zr@ZIF-8和CB@AlFu MOF四种吸附氟离子的复合材料,为去除水中氟离子提供了一种新的吸附剂。本论文首先合成ZIF-8,分别用AlCl3·6H2O、FeCl3·6H2O、ZrCl4在甲醇溶液中修饰ZIF-8,制备出Al@ZIF-8、Fe@ZIF-8、Zr@ZIF-8三种复合吸附剂。通过红外、X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱等表征手段,对吸附氟离子前后的吸附剂进行表征分析,研究其吸附机理。吸附剂在30℃、150 rpm吸附一定时间,分别考察了时间、温度、吸附剂投加量、pH和共存离子等条件对吸附性能的影响。结果表明:Al@ZIF-8(1.55:1)、Fe@ZIF-8(0.87:1)、Zr@ZIF-8(7.46:1)三种吸附剂具有无定形结构,对氟离子均有较好的吸附效果。由吸附等温模型可以看出,Al@ZIF-8(1.55:1)、Fe@ZIF-8(0.87:1)、Zr@ZIF-8(7.46:1)对氟离子吸附均符合Langmuir模型,相关系数R2分别为0.9904、0.9817、0.9625,最大吸附量分别为72.8 mg/g、83.2 mg/g、70.9 mg/g。Al@ZIF-8(1.55:1)、Fe@ZIF-8(0.87:1)、Zr@ZIF-8(7.46:1)受pH影响较大,其中Al@ZIF-8(1.55:1)在pH=7时吸附效果最好,吸附量是36.4 mg/g,Fe@ZIF-8(0.87:1)pH在4-6范围内时吸附效果较好,吸附量为35.5 mg/g,Zr@ZIF-8(7.46:1)pH在2-8范围内时吸附效果最好,吸附量为37.5 mg/g。在吸附过程中,Cl-、NO3-等离子对吸附没有影响。吸附剂再生循环4次,三种吸附剂吸附效果均随循环次数的增加而减弱。另外,本文在AlFu MOF合成过程中加入玉米苞叶(CB),合成新型CB@AlFu MOF复合材料,通过红外、X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱表征手段对吸附前后吸附剂进行表征分析。CB@AlFu MOF对氟离子吸附符合二级动力学模型,R2=0.9998,最大吸附量是12.9 mg/g。吸附剂在pH为10-11范围内吸附效果较好,吸附量为15.6mg/g。CB@AlFu MOF材料不同于其他粉末吸附剂在水中易分解、难分离的特点,通过将金属有机骨架负载在玉米苞叶上不仅易于吸附后的回收利用,更重要实现玉米苞叶变废为宝,符合绿色化学的理念。