金属—有机框架材料/纤维素复合气凝胶对水中有机污染物的去除研究

发布时间：2024-02-28 18:17

　　金属-有机框架材料(MOFs)是一种新型的、有机-无机杂化的多孔纳米材料,因其在非均相催化领域的广泛应用而受到广泛关注。为改善其粉状,不易回收的特性,本文提出将其与多孔纤维素气凝胶复合,制备出MOFs/纤维素复合气凝胶材料用于水体净化。其中,纤维素气凝胶的原材料纤维素来源广泛,生物相容性好,物理化学性质稳定,十分有望制备出符合绿色、环保理念的多功能催化材料。MOFs/纤维素复合气凝胶主要合成理念是以纤维素气凝胶作为载体,将多功能的MOFs材料分别以原位合成法和掺杂法两种方法均匀负载至纤维素气凝胶的孔壁上。并使用MOFs/纤维素复合气凝胶作为绿色催化剂活化过硫酸氢钾(PMS)产生强氧化性的自由基氧化有机污染物,从而达到分解有机污染物的目的。本文系统的研究了MOFs/纤维素复合气凝胶的晶体结构、材料形貌、负载率等性能;进一步以对硝基苯酚(PNP)和盐酸四环素(TC)为污染物降解模型,研究pH值、PMS添加量、循环次数和不同的制备方法对MOFs/纤维素复合气凝胶降解性能的影响;通过将查阅相关文献与实验测试两种方式相结合探讨清楚其对PNP和TC的相关降解机理。并得到如下研究结果:(1)采用原位...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 关于气凝胶
        1.2.1 气凝胶的发展历程
        1.2.2 气凝胶的分类
        1.2.3 气凝胶的合成过程
        1.2.4 气凝胶的应用
    1.3 金属-有机框架材料
        1.3.1 金属-有机框架材料的发展
        1.3.2 金属-有机框架材料的应用
        1.3.3 金属-有机框架材料用于水体净化
    1.4 水处理研究技术
        1.4.1 吸附法
        1.4.2 高级氧化技术
        1.4.3 膜过滤技术
    1.5 论文的研究目的、研究内容及创新点
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 创新点
第二章 原位合成法制备金属-有机框架材料/纤维素复合气凝胶及其性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验药品及仪器
        2.2.1 实验药品
        2.2.2 实验仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 金属-有机框架材料ZIF-9 和ZIF-12 的制备
        2.3.2 纤维素气凝胶材料的制备
        2.3.3 原位合成法ZIF-9@GEL和ZIF-12@GEL复合气凝胶的制备
        2.3.4 原位合成法ZIF-9@GEL和ZIF-12@GEL复合气凝胶的结构与性能表征
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 ZIF-9@GEL和ZIF-12@GEL的晶体结构
        2.4.2 ZIF-9@GEL和ZIF-12@GEL的形貌特征
        2.4.3 ZIF-9@GEL和ZIF-12@GEL的比表面积、孔隙率及孔径分布
        2.4.4 ZIF-9@GEL和ZIF-12@GEL中ZIF-9、ZIF-12 含量的测定
        2.4.5 ZIF-9@GEL和ZIF-12@GEL的降解性能
    2.5 小结
第三章 掺杂法制备金属-有机框架材料/纤维素复合气凝胶及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验药品及仪器
        3.2.1 实验药品
        3.2.2 实验仪器
    3.3 实验方法
        3.3.1 ZIF-67 的制备
        3.3.2 掺杂法ZIF-67@GEL的制备
        3.3.3 掺杂法ZIF-67@GEL的结构与性能表征
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 ZIF-67@GEL的晶体结构
        3.4.2 ZIF-67@GEL的形貌特征
        3.4.3 ZIF-67 的比表面积及孔径分布
        3.4.4 ZIF-67@GEL含量的测定
        3.4.5 ZIF-67@GEL的降解性能
    3.5 小结
第四章 金属-有机框架材料/纤维素复合气凝胶的降解机理分析
    4.1 引言
    4.2 实验药品及仪器
        4.2.1 实验药品
        4.2.2 实验仪器
    4.3 实验方法
        4.3.1 循环后MOFs/纤维素复合气凝胶的结构性能表征
        4.3.2 电子自旋共振波谱仪测试(EPR)
        4.3.3 自由基捕获测试
        4.3.4 原子火焰吸收光谱测试(AAS)
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 循环使用后的MOFs/纤维素复合气凝胶的晶体结构
        4.4.2 循环使用后的MOFs/纤维素复合气凝胶的微观结构
        4.4.3 自由基种类检测
        4.4.4 自由基主次作用测试
        4.4.5 Co²⁺溶出量检测
    4.5 小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3913844