论文部分内容阅读
金属有机骨架材料(metal-organic frameworks,MOFs),一种通过金属离子和有机配体自组装生成的含有规则孔道或者孔穴结构的晶态多孔材料,由于其具有结构的可设性和可控性、低的晶体密度、种类多样性、配位不饱和以及高的比表面积等优良特性,使得其在气体的储存与分离、催化性能、电磁材料、有机染料的吸附、药物载体等领域拥有良好的应用前景,是目前学者们探究的热点。Co-MOFs作为其中的一类,它在气体的分离和储存、磁性材料以及超级电容器都着较多的研究应用。然而,其用于废水中有机染料的吸附方面的报道较少。因此本文主要研究Co-MOFs的合成工艺以及该材料对刚果红的吸附性能。本文以四水合醋酸钴与均苯三甲酸为反应原料,采用微波辅助球磨法在室温下高效的合成了Co-MOFs材料。通过XRD、SEM、BET、TGA等测试手段,探究了微波辅助球磨法合成过程中反应原材料摩尔配比、合成时间、真空干燥温度以及合成方法(采用超声辅助球磨法作对比)等工艺条件的改变对合成的Co-MOFs晶体材料结晶度、微观组织形貌、微观结构特征的影响。测试结果表明,合成工艺条件的改变对合成产物的微观结构特征有着较大的影响,尤其是反应原材料摩尔配比的改变可使得产物微观结构以及形貌发生明显的变化。本文通过等温吸附、吸附动力学、吸附热力学等相关实验,探究不同工艺条件下合成的Co-MOFs对刚果红(CR)的吸附性能。实验结果表明,当采用微波辅助球磨法,采用四水合醋酸钴/均苯三甲酸的摩尔比为1:1,合成时间30 min、真空干燥温度90℃时,合成的Co-MOFs对CR的吸附性能最佳,最大吸附量可达到4883 mg/g,并且吸附实验在60 min就可达到平衡。静电引力是Co-MOFs对CR吸附的关键原因。由于微波辅助球磨法制备Co-MOFs对CR的吸附效果远远大于先前所报道的其他吸附材料,故其可在CR的吸附领域内展现出良好的应用前景。