金屬有機(jī)骨架材料MIl-100(Fe)的制備及其應(yīng)用.pdf

1、金屬有機(jī)骨架材料(MOF)作為一種新型材料相對(duì)于傳統(tǒng)吸附劑具有更大的比表面積，可控的晶體結(jié)構(gòu)以及特殊的活性位等優(yōu)勢(shì)，在廢水處理方面表現(xiàn)出巨大的潛力。
　　本研究采用水熱合成法制備金屬有機(jī)骨架材料MIL-100(Fe)，通過(guò)調(diào)節(jié)鐵源中二價(jià)和三價(jià)鐵鹽的比例及氫氟酸的引入量首次將MIL-100(Fe)的晶體粒徑從100nm調(diào)節(jié)至20μm。使用了掃描電鏡(SEM)分析材料的晶體形貌，X射線衍射(XRD)、紅外(IR)分析MIL-100(F

2、e)的晶體結(jié)構(gòu)，熱重(TG)檢測(cè)其熱力學(xué)穩(wěn)定性，氬氣物理吸附測(cè)定并計(jì)算材料的比表面積及孔分布。結(jié)果表明，由于二價(jià)鐵鹽與三價(jià)鐵鹽水解速率的不同，隨著鐵源中二價(jià)鐵含量的增加，晶粒尺寸可由100nm增至2μm。引入氫氟酸，由于氟離子的高電負(fù)性能夠穩(wěn)定晶化過(guò)程中的鐵三聚體，從而促進(jìn)晶體粒徑進(jìn)一步由2μm增大至20μm。
　　針對(duì)亞甲基藍(lán)，不同晶體粒MIL-100(Fe)的吸附結(jié)果表明，晶粒越大，吸附量越大，其最大吸附量為1105 mg/g

3、，表現(xiàn)出較高的亞甲基藍(lán)吸附能力，實(shí)現(xiàn)了對(duì)MIL-100(Fe)比表面積、合適孔體積的調(diào)控。通過(guò)吸附動(dòng)力學(xué)曲線測(cè)定，隨著晶體粒徑變小，吸附路徑越短，吸附速率越大。吸附等溫曲線符合Langmuir吸附模型，吸附動(dòng)力學(xué)曲線符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。對(duì)比吸附前后MIL-100(Fe)的XRD譜圖和FTIR譜圖，MIL-100(Fe)在吸附過(guò)程中與亞甲基藍(lán)發(fā)生一定相互作用的同時(shí)，仍保持良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此本研究對(duì)于亞甲基藍(lán)染料廢水處理的深入研究具有