【摘 要】
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我国水资源人均占有量少、区域性分布不均,且存在不同程度的污染。随着现代化进程的加快和工业的高速发展,重金属污染事件频发,对人体健康和饮用水安全构成了较大的威胁。铬是工业生产及加工过程中常用的原料之一,其作为重金属污染的重要组成部分近年来引起了广泛的关注,制取更加合适的吸附材料对其进行高效去除是时下的研究热点之一。有机金属框架(MOFs)是由金属离子和有机配体通过配位键组合形成的具有分子内孔隙的有机
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我国水资源人均占有量少、区域性分布不均,且存在不同程度的污染。随着现代化进程的加快和工业的高速发展,重金属污染事件频发,对人体健康和饮用水安全构成了较大的威胁。铬是工业生产及加工过程中常用的原料之一,其作为重金属污染的重要组成部分近年来引起了广泛的关注,制取更加合适的吸附材料对其进行高效去除是时下的研究热点之一。有机金属框架(MOFs)是由金属离子和有机配体通过配位键组合形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料。本文合成了三种MOFs材料,并对材料进行改性,将其应用于吸附水中Cr(Ⅵ)污染物,考察温度、pH等影响因素,探讨三种吸附剂的吸附模型及吸附机理。实验主要的结论如下:(1)在实验室条件下,通过水热溶剂法合成了三种MOFs,研究吸附材料合成试剂的最佳配比,MIL-101(Fe)的最佳合成配比是n(有机配体):n(金属中心)=1:2,UiO-66的最佳合成配比是n(有机配体):n(金属中心)=1:1,另外,UiO-66最佳合成反应时间为72 h。(2)对MOFs材料进行吸附改性实验,改性成功获得MIL-101(Fe)-Na2CO3、UiO-66-HCOOH两个MOFs材料。改性后的吸附剂对污染物的吸附去除率都上升约28%。(3)三种MOFs体系均符合Langmuir吸附等温线模型、拟二级动力学模型以及热力学模型,存在化学键力吸附作用。对MOFs材料进行再生吸附实验,在脱附再吸附多次之后仍有较好的吸附效果,证明再生利用性好。(4)对MIL-101-Na2CO3、UiO-66-HCOOH和TMU-16吸附剂材料进行单因素影响实验,考察反应时间、不同pH条件、反应温度以及初始污染物浓度对吸附实验的影响。三种MOFs材料均在pH=2、反应温度为30℃时吸附容量最高,且高浓度污染物对吸附反应有促进作用。
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