新型MOFs對于水溶液中重金屬離子吸附、分離及檢測的研究.pdf

1、廢水中含多種有毒有害的物質(zhì)，其中金屬離子對人體和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了極大的危害。因此，分離去除這些金屬離子成為目前關(guān)注的熱點之一。作為一種新型的多孔納米材料，金屬—有機(jī)骨架材料(metal-organicframeworks，MOFs)具有獨特的孔構(gòu)造，高的比表面積、孔隙率等性能。已經(jīng)在氣相吸附與分離、液相吸附與分離、催化、生物醫(yī)藥、熒光、磁性、電化學(xué)等領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注，但在金屬離子吸附分離研究方面十分缺乏。本工作首先以Cu2+，Ni2+為

2、探討對象，研究了水穩(wěn)定的MOFs對水中金屬離子吸附分離的能力，篩選出了具有最好吸附性能的MOFs，并系統(tǒng)研究了多種因素對其吸附分離性能的影響。其次，以水穩(wěn)定MOFs和水溶性量子點為基礎(chǔ)，研究關(guān)于金屬離子熒光探針的制備，主要內(nèi)容如下:
　　1、本工作通過孔尺寸和基團(tuán)改性兩方面具體研究了水穩(wěn)定MOFs對Cu2+/Ni2+吸附分離能力的影響。采取溶劑熱合成法，制備了UiO-66(Zr)、UiO-66(Zr)-Br、UiO-66(Zr)-

3、NH2、UiO-66(Zr)-NH-(CH2)2-SO3H、UiO-66(Zr)-COOH、UiO-66(Zr)-2COOH、Zr-FUM、Zr-2,6 NDC、UiO-67共九種水穩(wěn)定性較好的MOFs，并對處理過的MOFs進(jìn)行了粉末X射線衍射、77 K下的N2吸附-脫附等溫線、熱重分析的實驗表征。
　　2、本工作進(jìn)一步利用等離子電感耦合光譜儀(Inductively Coupled Plasma，ICP)，通過對上述材料研究，證

4、明了MOFs的孔尺寸對于金屬離子吸附影響較小，而功能化基團(tuán)對于MOFs吸附Cu2+/Ni2+有較大的影響，篩選出吸附效果最好的UiO-66(Zr)-2COOH。因為相鄰兩羧基獨特的螯合作用和姜-泰勒效應(yīng)的影響，使得在水溶液中重金屬初始濃度為50mg L-1時，UiO-66(Zr)-2COOH的選擇分離性能(26.96)比已報道文獻(xiàn)更高，吸附分離過程在60min左右達(dá)平衡且符合擬二級動力學(xué)模型。再生的材料穩(wěn)定性能良好且對Cu2+/Ni2+