ZIFs/水滑石复合材料的合成及吸附脱除水中邻苯二甲酸的研究
发布时间：2021-02-28 23:07
本论文采用不同金属元素组成的水滑石为载体,在其表面原位生长ZIFs材料,通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、CHN元素分析、X射线光电子能谱（XPS）、热重分析（TG）和N2吸附-脱附等分析方法,对复合材料的结构和形貌进行表征。考察了所合成材料在不同条件下对邻苯二甲酸的吸附性能,并以不同吸附动力学和热力学模型拟合吸附数据,对吸附过程进行深入研究。主要所做的工作包括以下:（1）采用共沉淀法合成出具有不同锌铝比的水滑石（Zn-Al LDH）,将其作为载体,通过原位法合成出具有不同锌铝比的ZIF-8/LDH复合材料。考察了不同锌铝比对复合材料的结构、形貌和ZIF-8负载情况的影响。将该复合材料用作吸附剂脱除水中的邻苯二甲酸,考察了吸附时间、初始浓度、吸附温度和pH等条件对吸附剂吸附性能的影响,并采用Langmuir、Frendlich和Langmuir-Frendlich等温吸附模型对吸附热力学过程进行了拟合;采用准一级动力学、准二级动力学模型及颗粒内扩散模型对吸附动力学过程进行拟合。最后,考察了吸附剂的循环使用性能。结果发现,不同锌铝比水滑石表面均能原位生长...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水滑石的结构
的投料比、溶液的 pH 和反应时间等均对产物有影响。石咪唑酯骨架材料（ZIFs）（ZeoliticImidazolateFramZIFs 的结构与组成有机骨架材料（MOFs）因其独特的孔道结构、较大的表面积及性和可调性，已被广泛应用于吸附分离、催化和药物分离等领料虽具有独特的结构，但由于 MOFs 稳定性较差和成本较高等围。沸石咪唑酯骨架材料（ZIFs）作为一类新型的 MOFs 材料的衍生物为连配体通过 N 原子与过渡金属 Zn/Co 等组装形成6]。目前已报道用于合成 ZIFs 材料的有机咪唑配体有十多种，2-乙基咪唑、2-异丙基咪唑、苯并咪唑、2-硝基咪唑和 5-二氯结构与传统的沸石分子筛结构类似，可以看作是将传统沸石分i 被 Zn/Co 元素取代，咪唑或咪唑衍生物取代传统沸石分子筛中和配体通过咪唑环上的 N 原子相连形成的新型材料。沸石咪用 M(Im)2表示，其中 M 代表金属离子，Im 是有机咪唑配体。
1 绪论ZIFs 材料中金属离子和有机咪唑形成的 M-Im-M 键角与传统沸石分子筛中所形成的 Si-O-Si 键角都为 145。（图 1-3）。所以，ZIFs 具有与传统沸石分子筛相同的高稳定性。Yaghi[47]等将 ZIF-8 分别置于不同的溶剂中测试其稳定性，测试结果如图 1-3 所示，在水和有机溶液中煮沸以后，ZIF-8 仍能保持较好的结构和高的结晶度，说明 ZIF-8 具有较高的化学稳定性和水热稳定性。Küsgens 等人测试了 ZIF-8、HKUST-1、MIL-101、MIL-100(Fe) 和 DUT-4 对水蒸汽的吸附性能，结果表明 ZIF-8 具有较高的水稳定性和憎水性能[48]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同锌铝比水滑石的合成及其吸附脱除水中邻苯二甲酸性能[J]. 杨盈利,闫新龙,胡晓燕,周敏. 无机化学学报. 2017(10)
[2]ZIF-8基多孔碳的制备及吸附性能[J]. 王春宇,张晶,张青云,徐炳乾,杜艳. 化工进展. 2017(01)
[3]金属有机骨架材料吸附去除环境污染物的进展[J]. 李小娟,何长发,黄斌,林振宇,刘以凡,林春香. 化工进展. 2016(02)
[4]环膦酸酐副产物制备活性氧化铝及其吸附甲基橙的研究[J]. 陈旭泽,伍佳伟,邱彩英,谢学忠,吴华东,郭嘉. 化学与生物工程. 2016(01)
[5]类沸石咪唑酯骨架材料（ZIFs）的研究进展[J]. 王天龙,张燕,王新红,冯钠,曲敏杰. 化工进展. 2015(11)
[6]核桃果皮基活性炭对苯酚吸附的热力学研究[J]. 刘晓红,王芳,王任震,吕俊芳. 安全与环境学报. 2015(04)
[7]离子热合成沸石分子筛:技术特性、研究进展与应用前景[J]. 田志坚,刘浩. 化工进展. 2015(06)
[8]ZIF-8/乙二醇-水浆液吸收-吸附CH4/H2和CH4/N2[J]. 潘勇,张喆,童雄师,李海,刘蓓,孙长宇,陈光进. 化工学报. 2015(08)
[9]沸石咪唑酯金属-有机骨架材料的合成研究[J]. 郭翔,茹晓云,王晓芃,魏浩然. 化工新型材料. 2015(05)
[10]锌铝水滑石的控制合成及吸附性能研究[J]. 徐焱,李张成,王百年,于斌,张霄翔. 能源化工. 2014(06)
博士论文
[1]沸石咪唑酯骨架材料的合成与性能研究[D]. 石琪.太原理工大学 2012
硕士论文
[1]基于类沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8的催化性能研究[D]. 刘明明.太原理工大学 2014
本文编号：3056580
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水滑石的结构
的投料比、溶液的 pH 和反应时间等均对产物有影响。石咪唑酯骨架材料（ZIFs）（ZeoliticImidazolateFramZIFs 的结构与组成有机骨架材料（MOFs）因其独特的孔道结构、较大的表面积及性和可调性，已被广泛应用于吸附分离、催化和药物分离等领料虽具有独特的结构，但由于 MOFs 稳定性较差和成本较高等围。沸石咪唑酯骨架材料（ZIFs）作为一类新型的 MOFs 材料的衍生物为连配体通过 N 原子与过渡金属 Zn/Co 等组装形成6]。目前已报道用于合成 ZIFs 材料的有机咪唑配体有十多种，2-乙基咪唑、2-异丙基咪唑、苯并咪唑、2-硝基咪唑和 5-二氯结构与传统的沸石分子筛结构类似，可以看作是将传统沸石分i 被 Zn/Co 元素取代，咪唑或咪唑衍生物取代传统沸石分子筛中和配体通过咪唑环上的 N 原子相连形成的新型材料。沸石咪用 M(Im)2表示，其中 M 代表金属离子，Im 是有机咪唑配体。
1 绪论ZIFs 材料中金属离子和有机咪唑形成的 M-Im-M 键角与传统沸石分子筛中所形成的 Si-O-Si 键角都为 145。（图 1-3）。所以，ZIFs 具有与传统沸石分子筛相同的高稳定性。Yaghi[47]等将 ZIF-8 分别置于不同的溶剂中测试其稳定性，测试结果如图 1-3 所示，在水和有机溶液中煮沸以后，ZIF-8 仍能保持较好的结构和高的结晶度，说明 ZIF-8 具有较高的化学稳定性和水热稳定性。Küsgens 等人测试了 ZIF-8、HKUST-1、MIL-101、MIL-100(Fe) 和 DUT-4 对水蒸汽的吸附性能，结果表明 ZIF-8 具有较高的水稳定性和憎水性能[48]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同锌铝比水滑石的合成及其吸附脱除水中邻苯二甲酸性能[J]. 杨盈利,闫新龙,胡晓燕,周敏. 无机化学学报. 2017(10)
[2]ZIF-8基多孔碳的制备及吸附性能[J]. 王春宇,张晶,张青云,徐炳乾,杜艳. 化工进展. 2017(01)
[3]金属有机骨架材料吸附去除环境污染物的进展[J]. 李小娟,何长发,黄斌,林振宇,刘以凡,林春香. 化工进展. 2016(02)
[4]环膦酸酐副产物制备活性氧化铝及其吸附甲基橙的研究[J]. 陈旭泽,伍佳伟,邱彩英,谢学忠,吴华东,郭嘉. 化学与生物工程. 2016(01)
[5]类沸石咪唑酯骨架材料（ZIFs）的研究进展[J]. 王天龙,张燕,王新红,冯钠,曲敏杰. 化工进展. 2015(11)
[6]核桃果皮基活性炭对苯酚吸附的热力学研究[J]. 刘晓红,王芳,王任震,吕俊芳. 安全与环境学报. 2015(04)
[7]离子热合成沸石分子筛:技术特性、研究进展与应用前景[J]. 田志坚,刘浩. 化工进展. 2015(06)
[8]ZIF-8/乙二醇-水浆液吸收-吸附CH4/H2和CH4/N2[J]. 潘勇,张喆,童雄师,李海,刘蓓,孙长宇,陈光进. 化工学报. 2015(08)
[9]沸石咪唑酯金属-有机骨架材料的合成研究[J]. 郭翔,茹晓云,王晓芃,魏浩然. 化工新型材料. 2015(05)
[10]锌铝水滑石的控制合成及吸附性能研究[J]. 徐焱,李张成,王百年,于斌,张霄翔. 能源化工. 2014(06)
博士论文
[1]沸石咪唑酯骨架材料的合成与性能研究[D]. 石琪.太原理工大学 2012
硕士论文
[1]基于类沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8的催化性能研究[D]. 刘明明.太原理工大学 2014
本文编号：3056580
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