金属有机骨架基复合材料吸附阴离子染料性能的研究
发布时间：2021-08-29 20:47
微孔结构的金属有机骨架材料（Metal Organic Framewok,MOFs）在水环境中容易水解导致结构坍塌,束缚了其吸附分离水中阴离子染料分子的性能。基于以上难点,本文分别将中孔活性炭、碳纳米管、13X型分子筛与MOFs设计组装成复合材料,相比于MOFs,复合材料的抗水性和吸附性均得到改善,展现出对阴离子染料大分子的吸附优势,为MOFs材料的应用提供了新思路。研究内容包括以下三方面:1.以介孔活性炭、硝酸锌、硝酸铜和均三苯甲酸（H3BTC）为原料,运用原位水热合成法一锅制备Zn/Cu-BTC@MC新型复合材料。采用N2吸-脱附（N2 adsorption-desorption）、X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）、扫描电镜（Scanning electron microscope,SEM）、红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR）和热重分析（Thermogravimetric Analysis,TGA）等技术对Zn/Cu-BTC@MC 进行了系统表征。与Zn/Cu-BTC相比,Zn2+和Cu2+...
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MOFs优化改进的途径[5]
(a)(b)为由1D链（棒）通过氢Fig.1-2(a)(b)Schematicdiagramofa3Dn
第1章绪论6于金属节点功能化的研究都集中在气体吸附上，因此对染料吸附能力的影响有待于日后讨论。1.2.3缺陷型MOFs缺陷MOFs就是破坏MOFs中原子的规则排列以及表面性质，使原来有序的结构变为无序，调整和优化MOFs的结构从而提高材料的吸附性能[30-31]。图1-3为缺陷型MOFs的示意图。在MOFs中引入缺陷的方法有：（1）加入酸调节剂；（2）用无机酸对合成后的MOFs处理；（3）混合链接法。图1-3缺陷MOF示意图[35]Fig.1-3IncompleteMOF[35]甲酸是有效的一元羧酸调节剂，研究发现[21]，高摩尔比的HCOOH/CrCl3反应可形成结晶度更高、比表面积和孔体积更大、吸附性能更好的MIL-101(Cr)晶体。乙酸调节的UiO-66具有较高的吸附选择性，归因于乙酸调节产生的Zeta电位更强，结构上的缺陷孔导致材料的孔隙率变大，材料的比表面积增加（从851增加到1090m2/g），对MO的吸附能力高于不加乙酸调节的MOFs（从70增加到84mg/g）[32]，另外，材料的的吸附性能还受成核和晶体生长速率的影响[19]。Wang等人[33]研究报道了HCl调节剂处理的苯甲酸和HCl后处理合成的材料产生的两种有缺UiO-66的比较。实验表明在保证材料的化学稳定性前提下，后处理的材料造成的缺陷有助于扩大孔隙率和比表面积，这对于提高材料的吸附量极为重要。此外，酸调节剂产生的缺陷使MOFs更具亲水性，为吸附染料提供了更多可能[34]。Bueken等人[35]报道了基于混合连接方法合成有缺陷的MOFs，合成掺杂有热稳定连接基的对苯二甲酸酯骨架和热不稳定反式1,4-环己烷二羧酸
【参考文献】：
期刊论文
[1]木质素基活性炭对刚果红的吸附性能研究[J]. 韩秀丽,郭晓锋,王铎,白净. 应用化工. 2016(10)
[2]改性超细煤粉对甲基橙的吸附行为研究(英文)[J]. 刘转年,周安宁,王贵荣,赵晓光. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2009(06)
本文编号：3371359
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MOFs优化改进的途径[5]
(a)(b)为由1D链（棒）通过氢Fig.1-2(a)(b)Schematicdiagramofa3Dn
第1章绪论6于金属节点功能化的研究都集中在气体吸附上，因此对染料吸附能力的影响有待于日后讨论。1.2.3缺陷型MOFs缺陷MOFs就是破坏MOFs中原子的规则排列以及表面性质，使原来有序的结构变为无序，调整和优化MOFs的结构从而提高材料的吸附性能[30-31]。图1-3为缺陷型MOFs的示意图。在MOFs中引入缺陷的方法有：（1）加入酸调节剂；（2）用无机酸对合成后的MOFs处理；（3）混合链接法。图1-3缺陷MOF示意图[35]Fig.1-3IncompleteMOF[35]甲酸是有效的一元羧酸调节剂，研究发现[21]，高摩尔比的HCOOH/CrCl3反应可形成结晶度更高、比表面积和孔体积更大、吸附性能更好的MIL-101(Cr)晶体。乙酸调节的UiO-66具有较高的吸附选择性，归因于乙酸调节产生的Zeta电位更强，结构上的缺陷孔导致材料的孔隙率变大，材料的比表面积增加（从851增加到1090m2/g），对MO的吸附能力高于不加乙酸调节的MOFs（从70增加到84mg/g）[32]，另外，材料的的吸附性能还受成核和晶体生长速率的影响[19]。Wang等人[33]研究报道了HCl调节剂处理的苯甲酸和HCl后处理合成的材料产生的两种有缺UiO-66的比较。实验表明在保证材料的化学稳定性前提下，后处理的材料造成的缺陷有助于扩大孔隙率和比表面积，这对于提高材料的吸附量极为重要。此外，酸调节剂产生的缺陷使MOFs更具亲水性，为吸附染料提供了更多可能[34]。Bueken等人[35]报道了基于混合连接方法合成有缺陷的MOFs，合成掺杂有热稳定连接基的对苯二甲酸酯骨架和热不稳定反式1,4-环己烷二羧酸
【参考文献】：
期刊论文
[1]木质素基活性炭对刚果红的吸附性能研究[J]. 韩秀丽,郭晓锋,王铎,白净. 应用化工. 2016(10)
[2]改性超细煤粉对甲基橙的吸附行为研究(英文)[J]. 刘转年,周安宁,王贵荣,赵晓光. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2009(06)
本文编号：3371359
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