本文主要研究内容
作者祝宏山（2019）在《高效去除水中铅离子的吸附剂制备与性能研究》一文中研究指出：随着生态环境的恶化,对废水中重金属离子的去除,已成为当前科研领域关注的热点。纳米材料因其具有比表面积大、表面活性位点多、结构稳定性好等众多优点引起了科学家的广泛关注。设计和合成具有特定功能基团的纳米材料,并探究其对废水中重金属离子的去除效果具有重要的科学意义。本论文成功合成了二硫化钼@生物碳的复合材料(MoS2@Biochar)和以铽离子(Tb3+)为金属离子的金属有机框架材料(Tb-MOFs)。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、热重分析(TGA)、比表面积和孔径分析(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、Zeta电势等表征技术解释了材料的物理化学性质。采用静态吸附实验探究了环境因素,如pH、接触时间、离子强度、固-液比、温度、共存离子对吸附过程的影响,并结合XPS、密度泛函理论(DFT)计算等从分子和原子水平上解释了吸附剂与重金属铅离子(Pb2+)的相互作用机理。含硫原子的吸附剂对铅离子具有很强的吸附能力,我们采用水热法成功合成了具有选择性吸附能力的MoS2@Biochar纳米复合材料。通过将二硫化钼负载在生物碳的表面,使得大部分硫原子暴露在花瓣状结构的MoS2@Biochar的表面,有利于硫原子与铅离子进行充分接触,提高对铅离子的吸附能力。研究发现MoS2@Biochar对铅离子的吸附量随着pH的增加而逐渐增大;吸附反应机理归因于内层络合反应,主要是硫原子与铅离子结合;MoS2@Biochar对铅离子的吸附过程是发生在MoS2@Biochar表面的单分子层吸附,并且最大吸附量(189mg/g)明显优于同类吸附剂;吸附过程是自发的吸热过程;MoS2@Biochar经过多次吸附-脱附实验后仍具有较高的结构稳定性和循环利用性能;在镁、钙、钴、镉等共存离子的干扰下,仍保持非常高的吸附量。这项工作证明了MoS2@Biochar是一种具有选择性的去除废水中铅离子的吸附剂。含孤对电子的氮原子能够与铅离子进行络合反应,我们采用溶剂热法合成了纳米管状的Tb-MOFs材料。通过SEM、XRD、TEM等表征手段和理论计算确定了Tb-MOFs的结构(单斜晶体P2l/c),其中配体中的羧基与铽金属离子配位,而配体上的含氮官能团未参与配位,从而提供了丰富的含氮吸附活性位。主要结论如下:在处理铅离子的酸碱范围内Tb-MOFs吸附剂的结构稳性非常好;随着pH的增加,有利于Tb-MOFs对铅离子的吸附;准二级反应动力学模型能够很好的拟合整个吸附过程,吸附过程的主要限速步骤是化学吸附;Tb-MOFs的吸附过程符合Langmuir模型,最大吸附量为547 mg/g;吸附过程是自发的吸热过程;XRD光谱证明Tb-MOFs在循环利用过程中结构没有发生明显变化;XPS分析表明吸附过程的机理是Tb-MOFs中的含氮官能团与铅离子的内层络合(C-/N...Pb);Tb-MOFsDFT计算结果证实了Tb-MOFs上含氮官能团的去质子化能进一步提高吸附能力,并且双齿络合是最主要的络合形式。这部分工作为设计和合成高稳定的MOFs材料并探究其吸附性能提供了理论依据。
Abstract
sui zhao sheng tai huan jing de e hua ,dui fei shui zhong chong jin shu li zi de qu chu ,yi cheng wei dang qian ke yan ling yu guan zhu de re dian 。na mi cai liao yin ji ju you bi biao mian ji da 、biao mian huo xing wei dian duo 、jie gou wen ding xing hao deng zhong duo you dian yin qi le ke xue jia de an fan guan zhu 。she ji he ge cheng ju you te ding gong neng ji tuan de na mi cai liao ,bing tan jiu ji dui fei shui zhong chong jin shu li zi de qu chu xiao guo ju you chong yao de ke xue yi yi 。ben lun wen cheng gong ge cheng le er liu hua mu @sheng wu tan de fu ge cai liao (MoS2@Biochar)he yi te li zi (Tb3+)wei jin shu li zi de jin shu you ji kuang jia cai liao (Tb-MOFs)。tong guo sao miao dian jing (SEM)、tou she dian jing (TEM)、Xshe xian yan she fen xi (XRD)、fu li xie zhuai huan gong wai guang pu (FT-IR)、la man guang pu (Raman)、re chong fen xi (TGA)、bi biao mian ji he kong jing fen xi (BET)、Xshe xian guang dian zi neng pu (XPS)、Zetadian shi deng biao zheng ji shu jie shi le cai liao de wu li hua xue xing zhi 。cai yong jing tai xi fu shi yan tan jiu le huan jing yin su ,ru pH、jie chu shi jian 、li zi jiang du 、gu -ye bi 、wen du 、gong cun li zi dui xi fu guo cheng de ying xiang ,bing jie ge XPS、mi du fan han li lun (DFT)ji suan deng cong fen zi he yuan zi shui ping shang jie shi le xi fu ji yu chong jin shu qian li zi (Pb2+)de xiang hu zuo yong ji li 。han liu yuan zi de xi fu ji dui qian li zi ju you hen jiang de xi fu neng li ,wo men cai yong shui re fa cheng gong ge cheng le ju you shua ze xing xi fu neng li de MoS2@Biocharna mi fu ge cai liao 。tong guo jiang er liu hua mu fu zai zai sheng wu tan de biao mian ,shi de da bu fen liu yuan zi bao lou zai hua ban zhuang jie gou de MoS2@Biocharde biao mian ,you li yu liu yuan zi yu qian li zi jin hang chong fen jie chu ,di gao dui qian li zi de xi fu neng li 。yan jiu fa xian MoS2@Biochardui qian li zi de xi fu liang sui zhao pHde zeng jia er zhu jian zeng da ;xi fu fan ying ji li gui yin yu nei ceng lao ge fan ying ,zhu yao shi liu yuan zi yu qian li zi jie ge ;MoS2@Biochardui qian li zi de xi fu guo cheng shi fa sheng zai MoS2@Biocharbiao mian de chan fen zi ceng xi fu ,bing ju zui da xi fu liang (189mg/g)ming xian you yu tong lei xi fu ji ;xi fu guo cheng shi zi fa de xi re guo cheng ;MoS2@Biocharjing guo duo ci xi fu -tuo fu shi yan hou reng ju you jiao gao de jie gou wen ding xing he xun huan li yong xing neng ;zai mei 、gai 、gu 、ge deng gong cun li zi de gan rao xia ,reng bao chi fei chang gao de xi fu liang 。zhe xiang gong zuo zheng ming le MoS2@Biocharshi yi chong ju you shua ze xing de qu chu fei shui zhong qian li zi de xi fu ji 。han gu dui dian zi de dan yuan zi neng gou yu qian li zi jin hang lao ge fan ying ,wo men cai yong rong ji re fa ge cheng le na mi guan zhuang de Tb-MOFscai liao 。tong guo SEM、XRD、TEMdeng biao zheng shou duan he li lun ji suan que ding le Tb-MOFsde jie gou (chan xie jing ti P2l/c),ji zhong pei ti zhong de suo ji yu te jin shu li zi pei wei ,er pei ti shang de han dan guan neng tuan wei can yu pei wei ,cong er di gong le feng fu de han dan xi fu huo xing wei 。zhu yao jie lun ru xia :zai chu li qian li zi de suan jian fan wei nei Tb-MOFsxi fu ji de jie gou wen xing fei chang hao ;sui zhao pHde zeng jia ,you li yu Tb-MOFsdui qian li zi de xi fu ;zhun er ji fan ying dong li xue mo xing neng gou hen hao de ni ge zheng ge xi fu guo cheng ,xi fu guo cheng de zhu yao xian su bu zhou shi hua xue xi fu ;Tb-MOFsde xi fu guo cheng fu ge Langmuirmo xing ,zui da xi fu liang wei 547 mg/g;xi fu guo cheng shi zi fa de xi re guo cheng ;XRDguang pu zheng ming Tb-MOFszai xun huan li yong guo cheng zhong jie gou mei you fa sheng ming xian bian hua ;XPSfen xi biao ming xi fu guo cheng de ji li shi Tb-MOFszhong de han dan guan neng tuan yu qian li zi de nei ceng lao ge (C-/N...Pb);Tb-MOFsDFTji suan jie guo zheng shi le Tb-MOFsshang han dan guan neng tuan de qu zhi zi hua neng jin yi bu di gao xi fu neng li ,bing ju shuang chi lao ge shi zui zhu yao de lao ge xing shi 。zhe bu fen gong zuo wei she ji he ge cheng gao wen ding de MOFscai liao bing tan jiu ji xi fu xing neng di gong le li lun yi ju 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学技术大学的祝宏山，发表于刊物中国科学技术大学2019-07-12论文，是一篇关于金属有机框架材料论文,吸附论文,铅离子论文,中国科学技术大学2019-07-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学技术大学2019-07-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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