【摘 要】
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随着科技的进步和工业的发展,六价铬（Cr（Ⅵ））造成的环境污染问题日益严重。而我国的冶金行业每年排放近40亿吨的含Cr（Ⅵ）废水,如不进行无害化处理,将对环境造成严重破坏。因此,Cr（Ⅵ）的治理技术亟待探究和发展。在目前主要的治理方法中,吸附法因其高效、便捷、无污染等优势受到了广大科研工作者的关注。近期的研究表明,金属有机骨架材料在治理重金属污染和有机污染方面具有极大的潜力。本文以金属有机骨架——
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随着科技的进步和工业的发展,六价铬（Cr（Ⅵ））造成的环境污染问题日益严重。而我国的冶金行业每年排放近40亿吨的含Cr（Ⅵ）废水,如不进行无害化处理,将对环境造成严重破坏。因此,Cr（Ⅵ）的治理技术亟待探究和发展。在目前主要的治理方法中,吸附法因其高效、便捷、无污染等优势受到了广大科研工作者的关注。近期的研究表明,金属有机骨架材料在治理重金属污染和有机污染方面具有极大的潜力。本文以金属有机骨架——MIL-100（Fe）作为研究基体,优化了MIL-100（Fe）制备工艺,并利用原位自组装技术,实现聚多巴胺在MIL-100（Fe）表面的负载,探究了不同聚多巴胺负载量对材料Cr（Ⅵ）去除性能的影响。本文的主要研究内容及结果如下:一、MIL-100（Fe）的制备及性能的研究通过优化水热条件,成功制备了具有较高Cr（Ⅵ）吸附性能的MIL-100（Fe）,该样品在p H=2,初始Cr（Ⅵ）浓度为50mg/L的溶液中的吸附容量可达19.41mg/g。此外,MIL-100（Fe）对Cr（Ⅵ）的吸附研究结果显示其符合拟一级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型,属于单分子层的物理吸附,范德瓦尔斯力和氢键为吸附主要驱动力。二、PDA@MIL-100（Fe）的制备及性能的研究通过原位自组装技术,成功实现了多巴胺在MIL-100（Fe）表面的原位聚合,在得到了PDA@MIL-100（Fe）复合材料。该材料在p H=2,初始Cr（Ⅵ）浓度为50mg/L的溶液中的吸附容量可达126.8mg/g,是MIL-100（Fe）性能的6.5倍。PDA@MIL-100（Fe）对Cr（Ⅵ）的吸附研究结果显示其符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型。并且复合材料实现了Cr（Ⅵ）向Cr（Ⅲ）的转变,Cr（Ⅲ）占总吸附量的43.8%,有效降低了Cr（Ⅵ）的危害性。三、PDA@MIL-100（Fe）光催化性能的研究在复合材料PDA@MIL-100（Fe）吸附还原Cr（Ⅵ）的基础上,引入可见光光源,进一步提升PDA@MIL-100（Fe）对Cr（Ⅵ）的去除能力。实验结果表明,在可见光照射下,PDA@MIL-100（Fe）对Cr（Ⅵ）的最大去除容量为136mg/g,特别是在中性和弱碱性环境中的去除容量从39.6mg/g增加到80.7mg/g,增长率为103.8%。此外,Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ）的比例是56.9%,与无光照相比提高了13.1%。
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