基于三角芳香配体的金属有机框架对染料木素的吸附性能与机理

作     者：杨湘怡 程云辉 姚丽 许宙 邢克宇 YANG Xiangyi;CHENG Yunhui;YAO Li;XU Zhou;XING Keyu

作者机构：长沙理工大学食品与生物工程学院湖南长沙410114 齐鲁工业大学〔山东省科学院〕食品科学与工程学院山东济南250353 

出 版 物：《食品与机械》 (Food and Machinery)

年 卷 期：2024年第40卷第3期

页      面：18-25页

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 083201[工学-食品科学] 

基　　金：国家“十三五”重点研发计划子课题(编号:2018YFD0400405) 

主　　题：锆基金属有机框架 染料木素 三角芳香配体 孔径 协同吸附机理 

摘      要：目的:提高染料木素的吸附率。方法:采用水热法合成2种含不同尺寸三角芳香配体的MOFs(MOF-808和PCN-777),通过系列表征确定MOFs的合成,比较其与线性二元羧酸配体构筑的MOF(UiO-66)对染料木素的吸附效果;考察孔隙特征、疏水性变化等对吸附性能的影响,利用X射线光电子能谱探究其吸附机理。结果:与线性配体构筑的UiO-66相比,三角芳香配体构筑的MOFs(MOF-808和PCN-777)的孔径分别从0.65 nm增大到1.81,3.55 nm,水接触角分别从47.91°增大到110.68°,128.23°。线性配体构筑的UiO-66对染料木素的吸附量为40.08 mg/g,吸附率为39.98%;而三角芳香配体构筑的MOFs(MOF-808和PCN-777)对染料木素的吸附量分别为61.80,81.75 mg/g,吸附率分别为61.63%,81.52%。结论:金属有机框架可用于染料木素的吸附富集,相较于线性配体,引入不同尺寸的三角芳香配体改变了MOFs孔径及疏水性,加强了MOFs的内部可及性并提供了更多吸附位点,从而提高了对染料木素的吸附效果。PCN-777对染料木素的吸附机理为金属螯合作用、π-π相互作用和疏水相互作用的协同。