MOF-Fe的形成过程、表面性质及对Se(Ⅳ)的吸附研究
发布时间：2023-04-02 03:20
硒是人体必需的微量元素,适量的硒可提高人体免疫力、降低心血管疾病风险等功能,过量的硒则会导致肝肿大、端肢麻木等中毒症状。因此,研发水体中高效去除硒的功能材料对硒污染水体的净化具有重要意义。金属有机骨架材料(MOFs)具有孔隙率高、比表面积大、活性位点丰富等特性,被广泛用于气体吸附/分离、催化、传感、功能性材料前驱体以及环境污染修复领域。本研究用Fe3+盐和均苯三甲酸(BTC)在不同条件下通过水热合成法制备了系列样品,研究了MOF-Fe的形成过程和表面性质,以及MOF-Fe及其铝改性产物(Al@MOF-Fe)对亚硒酸根(Se(Ⅳ))的吸附特性与机制。主要研究结果有:(1)MOF-Fe的主要形成过程可分为3个阶段:Fe3+与BTC快速反应生成无定形凝聚态(Fe-BTC)→Fe-BTC缓慢聚合、结晶→MOF-Fe老化。MOF-Fe形成过程中,其表面结构由无定形非孔结构迅速演变为孔隙丰富的晶体结构。MOF-Fe的化学键结构在Fe-BTC阶段已经形成;随着Fe-BTC的聚合与结晶,MOF-Fe的次级结构单元(SBU)中铁氧八面体结构迅速趋于稳定。(2)...
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 金属有机骨架材料
1.1.1 金属有机骨架材料的结构与性质
1.1.2 金属有机骨架材料的应用
1.1.3 Fe基金属有机骨架材料的研究现状-6 -
1.2 水环境中的硒
1.2.1 硒的生理效应
1.2.2 水体中硒的来源及其治理技术
1.3 本研究的工作内容及意义
第2章 MOF-Fe的动力学形成过程
2.1 前言
2.2 实验材料与方法
2.2.1 实验试剂
2.2.2 MOF-Fe动力学过程样品的制备
2.2.3 MOF-Fe动力学过程样品的表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 不同合成时间下MOF-Fe的结构与形貌
2.3.2 不同合成时间下MOF-Fe的表面及孔结构
2.3.3 不同合成时间下MOF-Fe的化学键结构
2.4 小结
第3章 不同调节剂制备MOF-Fe的结构与性质
3.1 前言
3.2 实验材料与方法
3.2.1 实验试剂
3.2.2 不同调节剂下MOF-Fe的制备
3.2.3 不同调节剂制备MOF-Fe的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 不同调节剂制备MOF-Fe的结构与形貌
3.3.2 不同调节剂制备MOF-Fe的热分析
3.3.3 不同调节剂制备MOF-Fe的表面电荷
3.4 小结
第4章 MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的吸附特性与机制
4.1 前言
4.2 实验材料与方法
4.2.1 实验试剂
4.2.2 MOF-Fe样品的制备
4.2.3 MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的吸附实验
4.2.4 MOF-Fe样品的表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的等温吸附
4.3.2 MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的动力学吸附
4.4 MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的吸附机制
4.4.1 初始pH为3.0时MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的吸附机制
4.4.2 初始pH为5.0时MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的吸附机制
4.5 小结
第5章 磷酸盐共存对MOF-Fe吸附Se(Ⅳ)的影响
5.1 前言
5.2 材料与方法
5.2.1 实验试剂与材料
5.2.2 Pi共存时MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的吸附实验
5.3 结果与讨论
5.3.1 Pi共存时MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的等温吸附
5.3.2 Pi共存时MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的动力学吸附
5.3.3 Pi共存时MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的热力学吸附
5.3.4 pH对 Pi共存时MOF-Fe吸附Se(Ⅳ)的影响
5.3.5 Pi的浓度对MOF-Fe吸附Se(Ⅳ)的影响
5.4 小结
第6章 Al3+改性MOF-Fe的结构及其对Se(Ⅳ)的吸附
6.1 前言
6.2 实验部分
6.2.1 实验试剂
6.2.2 Al3+改性MOF-Fe样品的制备
6.2.3 Al3+改性MOF-Fe样品的表征
6.2.4 Al3+改性MOF-Fe样品对Se(Ⅳ)的吸附实验
6.3 结果与讨论
6.3.1 Al3+改性MOF-Fe的表征结果
6.3.2 Al3+改性MOF-Fe样品对Se(Ⅳ)的吸附性能评价
6.3.3 Al3+改性MOF-Fe样品吸附Se(Ⅳ)以后的HR-XPS和 pH分析
6.4 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢
本文编号：3778429
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 金属有机骨架材料
1.1.1 金属有机骨架材料的结构与性质
1.1.2 金属有机骨架材料的应用
1.1.3 Fe基金属有机骨架材料的研究现状-6 -
1.2 水环境中的硒
1.2.1 硒的生理效应
1.2.2 水体中硒的来源及其治理技术
1.3 本研究的工作内容及意义
第2章 MOF-Fe的动力学形成过程
2.1 前言
2.2 实验材料与方法
2.2.1 实验试剂
2.2.2 MOF-Fe动力学过程样品的制备
2.2.3 MOF-Fe动力学过程样品的表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 不同合成时间下MOF-Fe的结构与形貌
2.3.2 不同合成时间下MOF-Fe的表面及孔结构
2.3.3 不同合成时间下MOF-Fe的化学键结构
2.4 小结
第3章 不同调节剂制备MOF-Fe的结构与性质
3.1 前言
3.2 实验材料与方法
3.2.1 实验试剂
3.2.2 不同调节剂下MOF-Fe的制备
3.2.3 不同调节剂制备MOF-Fe的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 不同调节剂制备MOF-Fe的结构与形貌
3.3.2 不同调节剂制备MOF-Fe的热分析
3.3.3 不同调节剂制备MOF-Fe的表面电荷
3.4 小结
第4章 MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的吸附特性与机制
4.1 前言
4.2 实验材料与方法
4.2.1 实验试剂
4.2.2 MOF-Fe样品的制备
4.2.3 MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的吸附实验
4.2.4 MOF-Fe样品的表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的等温吸附
4.3.2 MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的动力学吸附
4.4 MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的吸附机制
4.4.1 初始pH为3.0时MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的吸附机制
4.4.2 初始pH为5.0时MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的吸附机制
4.5 小结
第5章 磷酸盐共存对MOF-Fe吸附Se(Ⅳ)的影响
5.1 前言
5.2 材料与方法
5.2.1 实验试剂与材料
5.2.2 Pi共存时MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的吸附实验
5.3 结果与讨论
5.3.1 Pi共存时MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的等温吸附
5.3.2 Pi共存时MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的动力学吸附
5.3.3 Pi共存时MOF-Fe对 Se(Ⅳ)的热力学吸附
5.3.4 pH对 Pi共存时MOF-Fe吸附Se(Ⅳ)的影响
5.3.5 Pi的浓度对MOF-Fe吸附Se(Ⅳ)的影响
5.4 小结
第6章 Al3+改性MOF-Fe的结构及其对Se(Ⅳ)的吸附
6.1 前言
6.2 实验部分
6.2.1 实验试剂
6.2.2 Al3+改性MOF-Fe样品的制备
6.2.3 Al3+改性MOF-Fe样品的表征
6.2.4 Al3+改性MOF-Fe样品对Se(Ⅳ)的吸附实验
6.3 结果与讨论
6.3.1 Al3+改性MOF-Fe的表征结果
6.3.2 Al3+改性MOF-Fe样品对Se(Ⅳ)的吸附性能评价
6.3.3 Al3+改性MOF-Fe样品吸附Se(Ⅳ)以后的HR-XPS和 pH分析
6.4 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢
本文编号：3778429
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