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随着工业化的快速发展,工业水污染备受关注,其中重金属离子水污染对人类和环境的危害最大,所以去除废水中重金属离子有很重要的意义。沸石咪唑骨架结构材料(Zeolite-imidazolate frameworks,简称ZIFs)具有大比表面积和高孔隙率、高热稳定性和化学稳定性等优异性能,不仅在气体储存与分离、催化、荧光传感等领域的应用得到广泛地研究,在废水处理方面尤其是对水中重金属离子的吸附性能也具有较高的研究价值。本实验的主要工作包括：(1)采用溶剂热法分别制备ZIF-8和ZIF-67,通过扫描电镜和比表面积分析仪分别观察它们的表面形貌、测定比表面积和孔容孔径等物理性质。ZIF-8由六边形层状薄片组成,而ZIF-67由圆片堆砌而成,它们都具有凹凸不平的沟槽和较大的比表面积及多孔结构,这些表面性质都有利于金属离子的吸附。(2)分别考察吸附时间、吸附剂投加量、溶液初始浓度等因素对ZIF-8和ZIF-67吸附效果的影响,结果表明它们对Pb2+、Cu2+、Cr3+离子均表现了优异的吸附性能,其中ZIF-67在吸附速率、吸附量和移除率等方面表现了更大的优势,这可能跟ZIF-67具有更大的比表面积有关系。ZIF-8和ZIF-67对Pb2+、Cu2+、Cr3+的最大吸附量分别为1119.80mg·g-1、454.71mg·g-1、137.39mg·g-1和1348.41mg·g-1、617.50mg·g-1、216.73mg·g-1。对于时间的影响,吸附过程均分为初始阶段的快速吸附、之后的慢速吸附及最后的平衡阶段。对于吸附剂投加量的影响,ZIF-8和ZIF-67对Cr3+的吸附在一定吸附剂用量时,吸附量和去除率均能达到最大值,说明此时吸附剂用量最佳,此外,它们对pb2+、Cr3+的吸附在初始浓度为200mg.L-1,吸附剂量为2.0g·L-1时均能达到几乎100%的去除率。Cu2+溶液初始浓度在一定范围内时,ZIF-8和ZIF-67对Cu2+的吸附量qe与溶液初始浓度ci均呈线性关系,拟合得到的直线相关系数均高于0.999。(3)分别用准一级动力学、准二级动力学和内扩散模型拟合ZIF-8和ZIF-67吸附Pb2+、Cu2+、Cr3+的实验数据,结果表明所有吸附过程均与准二级动力学吸附模型最符合,相关系数高达0.99甚至更高,表明吸附过程可能涉及化学吸附。内扩散模型拟合表明,吸附速率是由颗粒外扩散和内扩散共同控制的,内扩散并不是唯一的速率控制步骤。通过用Langmuir和Freundlich等温吸附模型拟合ZIF-8和ZIF-67对Cu2+和Cr3+的吸附,结果表明Langmuir吸附模型更符合,说明两种ZIF材料对Cu2+和Cr3+的吸附以单分子层吸附为主。通过XPS表明,ZIF-8和ZIF-67的吸附机理是Pb2+、Cu2+、Cr3+与2-甲基咪唑配体中的吡啶N发生配位结合。