ZIF-8、CdIF-1和CdIF-4的合成及吸附性能研究

发布时间：2018-03-14 03:00

  本文选题：ZIF-8　切入点：吸附　出处：《长春工业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：世界工业化以及人口的快速增长,导致废水的大量排放。其中金属污染严重,尤其是一些重金属以及放射性金属,严重危害着人类的健康。同时这也是资源的大量浪费,对世界的可持续发展构成极大的危害。因此对于废水的处理已经至关重要,同时金属的重复利用,也尤为可贵。而在众多的金属污染处理方法中,利用吸附法去除甚至回收污水中的金属离子,被视为一种非常重要的手段。本论文我们研究了ZIF-8、CdIF-1和CdIF-4在水中对于各类金属的吸附能力。首先,对ZIF-8、CdIF-1和CdIF-4的各类合成法进行筛选,主要对比溶剂热法和液相扩散法。通过对比不同方法合成的同种材料之间的孔隙率、结晶度以及比表面积等。然后通过对各类样品进行初步的吸附试验,选择出最适合用于水中吸附金属离子的MOF材料,并分别比较ZIF-8、CdIF-1和CdIF-4之间的吸附能力。在这个过程中,本论文通过X射线粉末衍射(PXRD)以及N2物理吸附分析确定吸附剂的结晶度和孔表面积,透射电镜(TEM)以及红外光谱仪确定其粒度大小和吸附原理,ICP分析仪检测吸附后的溶液中的金属离子。使用ZIF-8、CdIF-1和CdIF-4对含有各类金属离子的溶液进行吸附试验。结果表明:ZIF-8、CdIF-1和CdIF-4对大多数的金属离子都具有很强的吸附能力,且吸附下限非常的低,达到10个ppb级别。而在本次试验中,更加深入的探讨了影响吸附试验的因素,主要包括吸附时间、吸附剂的质量、温度以及pH。并对吸附前后ZIF-8、CdIF-1和CdIF-4的PXRD图以及红外图进行比较,分析出吸附的原理。最后选出最有代表性的ZIF-8与N-1923进行了吸附比较。在该实验中,对于ZIF-8在水中对金属离子的吸附机理,其中的Zn-O-H键起到了决定性的作用。
[Abstract]:The industrialization of the world and the rapid growth of the population have led to a great deal of waste water discharge. Metal pollution, especially some heavy metals and radioactive metals, is seriously harmful to the health of mankind, and it is also a great waste of resources, It is extremely harmful to the sustainable development of the world. Therefore, it is very important for the treatment of waste water, and the reuse of metals is especially valuable. And among the many methods of metal pollution treatment, The removal and recovery of metal ions from wastewater by adsorption is considered to be a very important means. In this paper, we have studied the adsorption capacity of ZIF-8cdIF-1 and CdIF-4 to various metals in water. Firstly, we have screened the various synthetic methods of ZIF-8Cd-IF-1 and CdIF-4. The porosity, crystallinity and specific surface area of the same materials synthesized by different methods were compared. The best MOF material for adsorption of metal ions in water was selected, and the adsorption capacity between ZIF-8 and CdIF-4 was compared. In this paper, the crystallinity and pore surface area of adsorbent were determined by X-ray powder diffraction (PXRD) and N2 physical adsorption analysis. Transmission electron microscopy (TEM) and infrared spectrometer (FTIR) were used to determine the particle size and adsorption principle. ICP analyzer was used to detect the metal ions in the adsorbed solution. ZIF-8CdIF-1 and CdIF-4 were used to study the adsorption of various metal ions in the solution. Ming: ZIF-8 cdIF-1 and CdIF-4 have strong adsorption capacity for most metal ions. And the lower limit of adsorption is very low, reaching 10 ppb levels. In this experiment, the factors affecting the adsorption test are discussed in depth, including the adsorption time, the mass of adsorbent, After comparing the PXRD and infrared images of ZIF-8 CDIF-1 and CdIF-4 before and after adsorption, the principle of adsorption was analyzed. Finally, the most representative ZIF-8 and N-1923 were selected for adsorption comparison. The Zn-O-H bond plays a decisive role in the adsorption mechanism of ZIF-8 to metal ions in water.
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O647.3

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