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随着工业化进程的不断推进,大量工业污染物进入水体,对水体生态环境造成了极大的危害。吸附去除和光催化降解水中的污染物是当前水处理领域研究的热点与前沿,寻找合适的吸附剂与光催化剂更是成为研究的重中之重。沸石咪唑酯骨结构材料(ZIFs)凭借其比表面积大、孔隙率高、化学性质稳定等特点在水处理领域的应用越来越广泛。为系统深入了解ZIFs吸附水中重金属离子及光催化降解有机染料的效能与机理,本文以ZIF-8为ZIFs材料代表,利用Zn(N03)2·6H20与2-甲基咪唑为原料通过搅拌法合成ZIF-8,利用响应面法对合成条件进行优化,考察了其对水中重金属离子的吸附行为,探究了其对重金属离子的吸附机理;利用Ag+对ZIF-8进行了改性,研究了改性的ZIF-8对水中有机染料的光催化降解规律,并初步探讨了其光催化机理,以期为ZIFs应用于实际受污染水体治理提供一定的理论与技术支撑。Pb2+吸附容量为响应值进行响应面优化实验得出,当Zn(NO3)2·6H20投加量为1.0 g时,以去离子水为溶剂,吸附Pb2+效果最佳的试剂摩尔比为Zn2+:Hmim=1 45.63,H2O体积为200 mL(ZIF-8W),吸附容量为668.00 mg/g;以无水甲醇为溶剂,吸附Pb2+效果最佳的试剂摩尔比为Zn2+:Hmim=1:60,CH3OH体积为200mL(ZIF-8M),吸附容量达801.50 mg/g。合成的ZIF-8均为六边形八面体结构,BET比表面积达1100 m2/g以上;ZIF-8对Pb2+的△G为负值,表明吸附反应能自发进行,吸附过程符合准二级动力学模型,饱和吸附时间约为4 h;最适pH为6.0～7.0;当Ni2+及Cu2+存在时,会抑制ZIF-8对Pb2+的吸附,其中Cu2+影响较为明显;循环吸附3次后ZIF-8对Pb2+的吸附容量基本保持较高的吸附容量。吸附后,ZIF-8结构及形貌基本保持不变,根据XPS与FT-IR结果推测ZIF-8对Pb2+的吸附机理为Pb2+与ZIF-8表面锌羟基发生了配位结合。Ag+改性后的ZIF-8紫外光下催化降解MB及MO实验表明,经Ag+改性后的ZIF-8光学能隙明显减小,提高了降解MB与MO的光催化活性,降解过程遵循一级动力学模型;较高或较低的pH均有利于降解反应的进行,染料浓度、催化剂投加量和水中Ca2+含量均会对降解速率造成不同程度的影响。根据三维荧光及质谱联用仪分析结果可推测,光催化过程中产生的大量活性物质.OH是改性后的ZIF-8光催化降解染料的主要机理。综上所述,ZIFs可作为一种优良的污水处理材料,在吸附与光催化去除水中污染物方面均具有巨大的实际应用潜力。