功能性MOFs材料的构筑及其对抗生素分子的检测和降解性能研究

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由于人类对抗生素药物的广泛使用,导致环境中抗生素残留超标,对人类健康造成严重影响。如何检测并有效清除环境中的抗生素,成为目前亟待解决的难题之一。金属有机框架材料(简称MOFs材料)作为一种新型功能性晶态多孔材料,在气体吸附与分离、多相催化或光催化、荧光识别等方面均有优异的表现。本论文首先利用阳离子型染料修饰Zn-1,制备出具有双发射荧光功能的MOF材料(RhB@Zn-1),并利用其优异的荧光性质检测硝基呋喃类抗生素。另一方面,选择有较大比表面积的Ui O-66-NH2与有可见光响应的Fe2O3和g-C3N4构筑三元光催化体系,研究该复合材料对四环素药物分子的降解性能。论文主要包括以下两部分:(1)利用实验室前期自制的负电性多孔材料Zn-1,用阳离子型染料RhB对其进行功能化后修饰,制备出具有双发射的荧光材料(RhB@Zn-1)。通过UV-vis和PL测试,发现Zn-1与RhB之间具有能量转移关系。此外,RhB@Zn-1材料可作为荧光探针,用于选择性检测微量硝基呋喃类抗生素,且具有较低的检出限(对NZF和NFT的检出限分别为0.86μM和0.73μM)。利用光谱重叠实验结合能带计算,推测其荧光淬灭机理是光电子转移与能量竞争吸收共同作用所致。(2)选择Fe2O3、g-C3N4和Ui O-66-NH2制备出新型三元复合材料Fe2O3@CN@NU66,利用XRD、FTIR、XPS、SEM、UV-vis DRS、PL等测试手段表征材料的结构信息和形貌特征,证实复合材料成功合成且各组成之间存在较强的相互作用力。以此材料为光催化剂,研究了材料对水中微量四环素的降解性能,系统探讨了催化剂配比、底物浓度、催化剂用量等因素对降解反应的影响规律。最后通过捕获实验以及Mott-Schottky曲线的测试,推测降解过程及其机理。
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