论文部分内容阅读
随着工业发展,大量的工业盐酸废水的排泄造成设备腐蚀,环境污染等问题。现有的含盐酸废水中盐酸回收方法均存在各种缺陷,如果采用吸附方法并结合拥有较大比表面积的金属有机骨架材料（metal-organic framework,MOF）可以实现将盐酸从废水中吸出从而实现浓缩,那么不仅可以提升盐酸吸附量还可以使能耗及操作难度降低。本文采取吸附法处理稀盐酸废水,吸附剂选取七种（MIL-101（Cr）,MIL-100（Cr）,MIL-53（Cr）,MIL-96（Al）,MIL-100（Fe）,UiO-66,ZIF-8）具有水稳性的MOF材料,并采用静态吸附法考察其对盐酸的吸附效果,结果表明UiO-66对盐酸的吸附效果最好。并以Ui O-66为研究对象,对其吸附动力学,吸附热力学进行了进一步研究。实验结果表明,UiO-66在4 h左右达到吸附平衡状态;随着初始浓度的增加,UiO-66对盐酸的吸附量随之增加,但当浓度继续上升时,吸附量的增长速率减缓;随着温度的不断升高,吸附量逐渐下降。使用不同的吸附动力学模型和吸附等温线模型对实验结果进行拟合,结果显示UiO-66对盐酸的吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。本文还对热力学参数ΔG,ΔH和ΔS进行了计算,发现盐酸在UiO-66上的吸附是自发的,并且是一个放热和熵减的过程。对吸附后的UiO-66用去离子水和乙醇洗涤后进行吸附剂再生,三次循环利用后,UiO-66对盐酸的吸附量仍维持在原有的98.5%左右。综上,说明UiO-66是一种优良的盐酸吸附剂。基于UiO-66对盐酸有较好的吸附效果,又考虑到将盐酸萃取剂加于配体侧链会大大提升盐酸吸附量,提升吸附效果。因此,本文还合成了两种侧链含有醚的有机配体（BDC-OCH3,BDC-OCH2CH2CH3）,并用其合成UiO类MOF材料（UiO-1,UiO-2）。用其对盐酸溶液进行吸附,并在同等条件下将其与UiO-66的吸附效果进行对比,结果表明带有醚类侧链的MOF材料比UiO-66具有更好的吸附效果,且随着醚类碳链的延长,吸附效果增强。综上,该新型UiO类MOF材料将在盐酸吸附上有较为广阔的发展前景。