金属有机骨架材料MIL-101的改性及其吸附放射性碘研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:koala_zz
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
核能是一种高效清洁的能源,然而接连发生的核电事故,导致人们谈核色变。放射性碘是核事故发生时的必然产物之一,为了防止其对人类和环境造成危害,需要对放射性碘进行快速有效的吸附。本文选取一种具有极大比表面积、孔道可调性和良好稳定性的金属有机骨架材料MIL-101作为基体材料,通过掺杂铜纳米颗粒和刻蚀两种手段对其进行改性,并考察改性前后材料的结构和形貌及其对I2的吸附性能。(1)利用水热法合成了 MIL-101,通过DMF和无水乙醇纯化后,其BET比表面积高达3134 m2/g。利用XRD、SEM等表征手段测试了样品的结构和形貌,结果表明MIL-101的晶体为八面体结构,分散性良好,尺寸均一。MIL-101对12具有良好的吸附性能,对气态12和环己烷中12的饱和吸附量分别约为302 wt%、385 mg/g。此外,MIL-101对I2的吸附属于物理吸附,对I:具有良好的可逆吸附性能,在五次吸附循环后保持60%的吸附量。(2)为了提高MIL-101对I2的吸附性能,将铜纳米颗粒掺杂进MIL-101,合成了Cu/MIL-101复合材料。通过SEM、XRD、EDS、TEM和ICP等表征手段对所得样品进行测试,结果表明基体材料MIL-101的结构和形貌在铜纳米颗粒掺杂量较低时无明显变化,但是当掺杂量较高时,部分MIL-101的晶体结构崩塌。此外,MIL-101的BET比表面积和孔容会随着铜纳米颗粒掺杂量的增加而减小。铜纳米颗粒的掺杂提高了吸附剂的静电式梯度,从而提高了吸附剂对I2的静电作用力,使吸附剂对I2的饱和吸附量分别提高到约342wt%、432mg/g。此外,与MIL-101相比,Cu/MIL-101复合材料不仅具有对I2的可逆吸附性能,还具有更优异的吸附循环性,在前三次吸附循环中均保持90%以上的吸附量。(3)为了提高MIL-101对I2的吸附性能,利用刻蚀法对MIL-101的孔道结构进行处理。刻蚀后,MIL-101的晶体表面变得粗糙。此外,刻蚀对MIL-101的结构和稳定性没有明显的影响,但是使其比表面积减小和孔容增大。根据碘-苯吸附理论,孔容增大使得更多的苯环裸露,从而提供了更多的吸附位点,使吸附剂对气态I2的饱和吸附量提高到约371 wt%。又因为氢离子刻蚀,提高了吸附剂的疏水性,使吸附剂对环己烷中I2的饱和吸附量提高到约980 mg/g,相较于MIL-101,提高了 155%。此外,与MIL-101相比,ED/MIL-101不仅具有良好的可逆吸附性能,针对低浓度的碘溶液还可以实现完全吸附。
其他文献
去年底,由武汉开始暴发的疫情来得突然,发展快速迅猛,超出预期,对人们的身心健康和社会经济发展都造成了重大影响。面对疫情,应当坚持全面依法防控、依法治理,在法治轨道上切实推进
报纸
对"十二五"期间力学学科国家自然科学基金项目的申请和资助情况进行了介绍,对5年期间总体趋势以及获资助主要单位和隶属关系进行了分析.着重介绍了面上项目、青年科学基金和地
运用系统动力学方法,构建了互联网产业创新系统动力学模型,建立了系统的因果关系图和系统流程图,对互联网产业创新各个主体之间的关系进行了仿真分析。从系统仿真结果看,通过拟合
本文以某轨道客车生产厂区的AC25kV动车组动调线为背景,对牵引输电线和弓网离线两种主要的电磁辐射源进行了研究.通过简化模型的方式仿真了弓网离线产生的辐射源,同时设计了现场
目的深入地认识滤泡型甲状腺乳头状癌(胛c)的超声表现,减少滤泡型PTC的误诊率。方法回顾性分析我院39个经病理证实为滤泡型PTC的术前超声图像指标(形态、边界、声晕、内部回声、
为研究酸性环境下砂岩的力学性质以及孔隙结构的变化,对酸液腐蚀后的砂岩进行了单轴压缩试验和孔隙率的计算,探讨了腐蚀时间和酸液浓度对砂岩力学参数和孔隙率的影响。结果表
本文通过对HEMWat溶剂体系中28种常用溶剂系统单相以及整体极性进行系统分析,探讨了无法用常规J型逆流色谱实现对大极性化合物实现有效分离的原因。根据分析结果建立了一种以
食品从业人员从事饮食服务,按照《食品卫生法》规定,必须每年进行预防性健康检查,而肠道带菌检查则是卫生监督监测的主要内容之一。了解和掌握食品从业人员的带菌状况及其动态变
近年来查处的重大受贿犯罪案件中价值高昂的房屋逐渐替代现金成为一种较为常见的贿赂物。为逃避房屋信息登记、领导干部个人财产及重大事项申报等刚性制度的监督制约,受贿人与
报纸
新课程标准明确指出:'阅读是学生的个性化行为,不应以教师的分析来代替学生的阅读实践。要珍视学生的感受、体验和理解。'同时还要'培养学生高尚的道德情操和健