检索结果-南通市图书馆

作者：熊子康重庆大学

学位级别：硕士

工业化和城市化的快速推进已经造成了许多严重的水环境污染问题,具有高毒性、致癌性和不易被生物降解的污染物(特别是有机染料和重金属)一旦进入水生系统,将对整个生态环境和人类健康产生严重威胁。吸附法因处理效率高、成本低、二次污... 详细信息

工业化和城市化的快速推进已经造成了许多严重的水环境污染问题,具有高毒性、致癌性和不易被生物降解的污染物(特别是有机染料和重金属)一旦进入水生系统,将对整个生态环境和人类健康产生严重威胁。吸附法因处理效率高、成本低、二次污染风险小等优点而在废水处理领域得到了广泛应用。金属有机骨架(MOFs)有高孔隙率、高比表面积、种类繁多等特性,其中类沸石咪唑甲酯框架(ZIFs)因其优异的水稳定性而成为最理想的可应用于水环境的MOFs类吸附剂之一。但它存在回收难、耐酸性差等缺点而限制了其水环境应用。论文制备了磁性金属有机框架ZIF-8复合吸附剂(FeO@Carbon@ZIF-8),对吸附剂的制备进行了优化,并通过多种表征手法对吸附剂的结构和物化性质进行了表征和分析。将FeO@Carbon@ZIF-8磁性吸附剂应用于刚果红(CR)染料废水和Cu(Ⅱ)重金属废水的处理,并对其吸附影响因素、选择吸附性能、吸附机理、循环利用能力和模拟实际废水应用等进行了系统性研究。论文所得到的主要结论如下:(1)采用层层自组装法成功合成了由磁芯、碳基内壳和ZIF-8金属有机框架外壳组成的具有特定核-双壳结构的磁性纳米吸附剂FeO@Carbon@ZIF-8,它不仅具有高比表面积、优异的吸附性能,还能从水溶液中快速磁分离回收。(2)FeO@Carbon@ZIF-8磁性吸附剂的优化制备实验中,以碘值、亚甲基蓝值、刚果红吸附容量和Cu(Ⅱ)吸附容量为指标评价了主要影响因素对吸附剂制备的影响。结果表明吸附剂制备的最优组合为:锌源(Zn(NO)),Zn:2-Hmim摩尔比(1:8),反应溶剂(甲醇),时间(6 h),温度(348.15 K)。(3)对FeO@Carbon@ZIF-8磁性吸附剂进行了SEM、TEM、EDS、BET、FTIR、XPS、XRD、VSM、XPS、TGA、Zeta电位等多种表征和分析。结果显示FeO@Carbon@ZIF-8具有明显的核-双壳层结构,ZIF-8壳层占吸附剂的10.42%;其比表面积高达658.92 m/g,平均孔径大约为1.6409 nm,是一种典型的微孔吸附材料;其饱和磁化强度为52.08 emu/g,能满足磁分离条件;吸附剂含有结晶度良好的FeO和ZIF-8,有较好的热稳定性,其等电位点为4.50;核壳结构的FeO@Carbon@ZIF-8在较大的p H范围(4～9)内具有很好的水稳定性。(4)研究了FeO@Carbon@ZIF-8磁性吸附剂对刚果红(CR)染料的吸附性能。吸附剂的最优投加量为0.3 g/L,反应的最优初始p H值为4.0;反应温度的升高有利于该吸附反应进程;反应约在400 min后达到吸附平衡状态;Cl、HSO、NO、HCO、SO、CO等干扰离子都会与CR之间产生竞争性吸附从而抑制吸附反应的继续进行;Langmuir等温线模型和PSO动力学模型可以较好地拟合该吸附过程,表明该吸附的反应方式为单层吸附,以化学吸附方式为主;该吸附过程是一个吸热、有序、可自发进行的反应;利用FT-IR和XPS对FeO@Carbon@ZIF-8吸附CR前后分别进行了表征,结果显示吸附剂对CR的吸附机理主要包括静电相互作用、氢键和π-π键;FeO@Carbon@ZIF-8对CR的吸附再生能力优异,0.01 mol/L Na OH解吸效果最佳,经过5次吸附-解吸循环后吸附效果仍保持在原始的80%以上。(5)研究了FeO@Carbon@ZIF-8磁性吸附剂对Cu(Ⅱ)重金属的吸附性能。吸附剂的最优投加量为0.3 g/L,反应的最优初始p H值为5.0;反应温度的升高虽然有利于该吸附反应进程,但影响效果并不显著;反应约在900 min后达到吸附平衡状态;Na、K、Mg、Ca、Al等干扰离子都会与Cu(Ⅱ)之间产生竞争性吸附从而抑制吸附反应的继续进行;Langmuir等温线模型和PSO动力学模型可以较好地拟合该吸附过程,表明该吸附的反应方式为单层吸附,以化学吸附方式为主;该吸附过程是一个吸热、有序、可自发进行的反应;利用FT-IR和XPS对FeO@Carbon@ZIF-8吸附Cu(Ⅱ)前后分别进行了表征,结果显示吸附剂对Cu(Ⅱ)的吸附机理主要包括静电相互作用、离子交换和微化学沉淀;FeO@Carbon@ZIF-8对Cu(Ⅱ)的吸附再生能力良好,0.01 mol/L Na OH解吸效果最佳,经过5次吸附-解吸循环后吸附效果虽只为原始的24%,但此时吸附容量为70.63 mg/g,仍处于较高水平。(6)探究了FeO@Carbon@ZIF-8对复杂染料废水中CR和复杂重金属废水中Cu(Ⅱ)的选择吸附性能,结果表明FeO@Carbon@ZIF-8在构建的CR-阳离子和CR-阴离子二元混合染料体系,即CR/MB、CR/Rh B和CR/SY、CR/MO二元染料体系中对CR的选择性吸附总体上是优良的;FeO@Carbon@ZIF-8在构建的含有Cu(Ⅱ),Ni

关键词：磁性金属有机框架水处理选择性吸附铜离子刚果红

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铁基磁性金属有机框架材料的合成及其在水处理领域应用

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应用化工 2023年第3期52卷 904-910,916页

作者：赵思媛郝丽莹郭冀峰长安大学水利与环境学院、旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室陕西西安710054

总结了近年来铁基磁性金属有机框架材料(MMOFs)的主要合成方法如混合合成法、原位生长法、层层自组装法、缓冲封装法以及其他的合成方法;同时对铁基MMOFs材料在污水修复中催化如多相催化和光催化和吸附领域如对重金属的吸附处理、对有... 详细信息

总结了近年来铁基磁性金属有机框架材料(MMOFs)的主要合成方法如混合合成法、原位生长法、层层自组装法、缓冲封装法以及其他的合成方法;同时对铁基MMOFs材料在污水修复中催化如多相催化和光催化和吸附领域如对重金属的吸附处理、对有机物的吸附处理和对景观水体的磷酸盐吸附处理的应用进展进行了总结;对多种代表性的MMOFs材料的应用特性如比表面积、孔径、磁饱和强度、处理的污染物、吸附量和重复使用次数等进行了比较。对未来铁基MMOFs材料的研究进行了展望,认为在MMOFs的稳定性和选择性提高、MMOFs的应用规模扩大以及价格低廉、更简便的制备方法是未来MMOFs材料的研究方向。

关键词：磁性金属有机框架铁基合成方法催化吸附

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磁性萃取介质及其在样品前处理中的应用研究

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昆明理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期49卷 119-128页

作者：许志刚师小青王思涛刘智敏昆明理工大学理学院云南昆明650500

磁性材料由于独特的磁性被广泛用作萃取介质,并发展出多种介质形式.相比于传统样品前处理方法繁杂的步骤,磁性萃取介质通过外加磁场即可实现快速分离,极大缩短了操作时间.磁性萃取介质具有可重复使用、吸附效果好等优点,利用其磁性可以... 详细信息

磁性材料由于独特的磁性被广泛用作萃取介质,并发展出多种介质形式.相比于传统样品前处理方法繁杂的步骤,磁性萃取介质通过外加磁场即可实现快速分离,极大缩短了操作时间.磁性萃取介质具有可重复使用、吸附效果好等优点,利用其磁性可以简便地实现对分析物进行萃取和富集,已经被广泛应用于样品前处理.本文综述了磁性微球、磁性碳纳米管、磁性共价有机框架、磁性金属有机框架、磁性石墨烯/氧化石墨烯材料等磁性萃取材料的特点,及其在食品分析、环境分析及生物样品分析中的应用,并对磁性萃取介质的优势和存在的问题进行了总结和展望.

关键词：磁性微球磁性碳纳米管磁性共价有机框架磁性金属有机框架磁性石墨烯样品前处理

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