金屬有機(jī)骨架材料-復(fù)合材料的制備及應(yīng)用.pdf

1、鑒于我國(guó)“貧油貧氣”以及環(huán)境污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀，開(kāi)發(fā)應(yīng)用新能源是非常必要的。核能因其經(jīng)濟(jì)、高效、清潔并且對(duì)環(huán)境依賴性較小而成為我國(guó)新能源的戰(zhàn)略性選擇。核設(shè)備在正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及突發(fā)的核事故時(shí)會(huì)不可避免產(chǎn)生放射性廢氣、廢水、廢渣等放射性污染物，從而造成環(huán)境污染，嚴(yán)重危害人體健康。本論文以放射性廢水中典型核素鍶為研究對(duì)象，合成新型復(fù)合材料，對(duì)材料進(jìn)行進(jìn)一步修飾改性來(lái)提高其回收率，應(yīng)用于對(duì)鍶的吸附處理。同時(shí)探究了新型有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合材料對(duì)廢水中典型重金屬離

2、子鉛的吸附應(yīng)用。
　　首先，本論文制備了鈣基MOFs吸附材料并表征，對(duì)其吸附性能進(jìn)行了考察。同時(shí)，為了吸附后材料固液分離，避免二次污染，合成具有磁性的吸附材料Fe3O4/Ca-BTC，進(jìn)一步探討了其吸附性能并考察了磁性材料的回收率。
　　考察了吸附環(huán)境對(duì)Ca-BTC吸附容量的影響。在T=298K，pH=7，吸附溶液初始濃度c0=1000mg·L-1，吸附劑質(zhì)量m=100mg，吸附時(shí)間t=600min的最優(yōu)條件下，材料的最大吸

3、附容量為239.75mg·g-1。吸附數(shù)據(jù)擬合結(jié)果表明吸附過(guò)程較符合準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型，吸附以化學(xué)吸附為主;符合Langmuir吸附等溫線模型，這說(shuō)明吸附位點(diǎn)是均勻分布在吸附材料表面的;△H＜0，吸附材料對(duì)鍶的吸附過(guò)程是放熱的，所以溫度升高，吸附量降低，△S＜0，吸附過(guò)程是熵減小的過(guò)程，并且△G＜0，即反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的。
　　成功制備磁性金屬有機(jī)骨架材料Fe3O4/Ca-BTC，對(duì)鍶和鉛能進(jìn)行高效的吸附，對(duì)鉛的吸附量高達(dá)489.

4、82mg·g-1，去除率100％，對(duì)鍶的吸附量為154.12mg·g-1，并且材料回收率高達(dá)82.31％。磁性材料在掃描電鏡下的的結(jié)構(gòu)為Fe3O4微球均勻負(fù)載在棒狀結(jié)構(gòu)表面，棒狀結(jié)構(gòu)尺寸均勻;XPS表征證明其吸附以化學(xué)吸附為主，物理吸附為輔。
　　Ca-BTC為棒狀結(jié)構(gòu)，尺寸30μm左右，SEM與XRD表征材料制備成功，X-射線能量色散譜(EDS)、X-射線光電子能譜(XPS)譜圖等表征進(jìn)一步證明吸附過(guò)程為以離子交換為主的化學(xué)吸附