刘鹏:Co-MOFs材料的制备及汞离子脱除研究论文

刘鹏:Co-MOFs材料的制备及汞离子脱除研究论文

本文主要研究内容

作者刘鹏(2019)在《Co-MOFs材料的制备及汞离子脱除研究》一文中研究指出:随着工业技术的飞速发展,电厂废水中重金属离子的脱除治理已显得越发重要,其中汞离子由于明显的持久性、生物蓄积性和毒性,已经被许多国际机构列为重要的污染物。2011年7月,中国环境保护部颁布《火电厂烟气排放标准》GB13223-2011,首次将汞作为新的控制指标,该标准明确规定2015年起,全部燃煤锅炉汞及汞的化合物浓度限值为0.03mg·m-3。金属有机骨架材料(Metal Organic Framework,MOFs)作为一种新型功能性分子材料,具有其它材料无法比拟的结构可控制和易功能化的特性。本文借鉴目前较成熟的几种MOFs材料的制备方法,尝试不同的制备条件,成功制备出三种新型的MOFs材料;对原始材料进行硫醇改性,制备出具有优良脱汞能力的改性MOFs材料;以燃煤电厂脱硫废水中汞离子为考察对象,分别以改性前后MOFs材料为研究对象,对含有汞离子的溶液进行吸附实验研究,考察吸附时间、温度、初始浓度、溶液初始pH值等因素对吸附性能的影响,对比分析不同材料吸附性能的差异;通过对实验数据的动力学、等温式及热力学进行拟合,对已制备的MOFs材料进行吸附机理的研究。(1)以钴离子作为金属离子,对苯二甲酸和均苯三甲酸为有机配体,通过溶剂热法成功制备出三种具有规则微观形貌的新型MOFs材料,分别表示为D-MOFs、F-MOFs及Q-MOFs材料;通过室温搅拌法对已制备的三种材料进行-SH修饰,成功合成出SH-D-MOFs、SH-F-MOFs及SH-Q-MOFs材料;(2)运用现代化分析技术(SEM、XRD、EDS、BET、TG和FTIR等),对改性前后材料的形貌、物相、晶型及元素组成等进行分析表征。结果表明:改性前材料具有规则的微观形貌和优秀的热稳定性;通过溶剂热合成法成功将钴离子与有机配体进行组装;通过室温搅拌法,成功引入硫醇官能团,改性后材料热稳定性有所下降,但比表面积有所提高;随着改性剂的增加,材料微观形貌逐渐破损,但总体保持完整;(3)三种原始MOFs材料经实验发现脱汞能力相对较差,但通过硫醇改性后,吸附能力显著提高,SH-D-MOFs材料在硫醇添加量为0.5ml、pH=5.5、T=35℃时,为最佳反应条件,最大吸附量达到412.80mg·g-1;SH-F-MOFs材料和SH-Q-MOFs材料在硫醇添加量为1ml、pH=6、T=30℃时,为最佳反应条件;最大吸附量分别达到614.00mg·g-1和507.20mg·g-1;(4)对吸附后实验数据的热力学、动力学和等温式进行拟合,结果显示三种改性材料对Hg2+的吸附过程符合准二级动力学模型,吸附过程主要是以表面吸附为主的扩散过程,且吸附过程主要受化学吸附机理的控制;通过热力学拟合结果显示,?G0<0,表明吸附过程是自发过程;?H0>0,表明吸附过程是放热反应;?S0>0,表明材料对Hg2+的吸附过程中,固-液表面的混乱度增加;通过等温线拟合结果显示,材料对Hg2+的吸附过程更符合Langmuir模型,说明材料对Hg2+的吸附属于单分子层吸附。

Abstract

sui zhao gong ye ji shu de fei su fa zhan ,dian an fei shui zhong chong jin shu li zi de tuo chu zhi li yi xian de yue fa chong yao ,ji zhong gong li zi you yu ming xian de chi jiu xing 、sheng wu xu ji xing he du xing ,yi jing bei hu duo guo ji ji gou lie wei chong yao de wu ran wu 。2011nian 7yue ,zhong guo huan jing bao hu bu ban bu 《huo dian an yan qi pai fang biao zhun 》GB13223-2011,shou ci jiang gong zuo wei xin de kong zhi zhi biao ,gai biao zhun ming que gui ding 2015nian qi ,quan bu ran mei guo lu gong ji gong de hua ge wu nong du xian zhi wei 0.03mg·m-3。jin shu you ji gu jia cai liao (Metal Organic Framework,MOFs)zuo wei yi chong xin xing gong neng xing fen zi cai liao ,ju you ji ta cai liao mo fa bi ni de jie gou ke kong zhi he yi gong neng hua de te xing 。ben wen jie jian mu qian jiao cheng shou de ji chong MOFscai liao de zhi bei fang fa ,chang shi bu tong de zhi bei tiao jian ,cheng gong zhi bei chu san chong xin xing de MOFscai liao ;dui yuan shi cai liao jin hang liu chun gai xing ,zhi bei chu ju you you liang tuo gong neng li de gai xing MOFscai liao ;yi ran mei dian an tuo liu fei shui zhong gong li zi wei kao cha dui xiang ,fen bie yi gai xing qian hou MOFscai liao wei yan jiu dui xiang ,dui han you gong li zi de rong ye jin hang xi fu shi yan yan jiu ,kao cha xi fu shi jian 、wen du 、chu shi nong du 、rong ye chu shi pHzhi deng yin su dui xi fu xing neng de ying xiang ,dui bi fen xi bu tong cai liao xi fu xing neng de cha yi ;tong guo dui shi yan shu ju de dong li xue 、deng wen shi ji re li xue jin hang ni ge ,dui yi zhi bei de MOFscai liao jin hang xi fu ji li de yan jiu 。(1)yi gu li zi zuo wei jin shu li zi ,dui ben er jia suan he jun ben san jia suan wei you ji pei ti ,tong guo rong ji re fa cheng gong zhi bei chu san chong ju you gui ze wei guan xing mao de xin xing MOFscai liao ,fen bie biao shi wei D-MOFs、F-MOFsji Q-MOFscai liao ;tong guo shi wen jiao ban fa dui yi zhi bei de san chong cai liao jin hang -SHxiu shi ,cheng gong ge cheng chu SH-D-MOFs、SH-F-MOFsji SH-Q-MOFscai liao ;(2)yun yong xian dai hua fen xi ji shu (SEM、XRD、EDS、BET、TGhe FTIRdeng ),dui gai xing qian hou cai liao de xing mao 、wu xiang 、jing xing ji yuan su zu cheng deng jin hang fen xi biao zheng 。jie guo biao ming :gai xing qian cai liao ju you gui ze de wei guan xing mao he you xiu de re wen ding xing ;tong guo rong ji re ge cheng fa cheng gong jiang gu li zi yu you ji pei ti jin hang zu zhuang ;tong guo shi wen jiao ban fa ,cheng gong yin ru liu chun guan neng tuan ,gai xing hou cai liao re wen ding xing you suo xia jiang ,dan bi biao mian ji you suo di gao ;sui zhao gai xing ji de zeng jia ,cai liao wei guan xing mao zhu jian po sun ,dan zong ti bao chi wan zheng ;(3)san chong yuan shi MOFscai liao jing shi yan fa xian tuo gong neng li xiang dui jiao cha ,dan tong guo liu chun gai xing hou ,xi fu neng li xian zhe di gao ,SH-D-MOFscai liao zai liu chun tian jia liang wei 0.5ml、pH=5.5、T=35℃shi ,wei zui jia fan ying tiao jian ,zui da xi fu liang da dao 412.80mg·g-1;SH-F-MOFscai liao he SH-Q-MOFscai liao zai liu chun tian jia liang wei 1ml、pH=6、T=30℃shi ,wei zui jia fan ying tiao jian ;zui da xi fu liang fen bie da dao 614.00mg·g-1he 507.20mg·g-1;(4)dui xi fu hou shi yan shu ju de re li xue 、dong li xue he deng wen shi jin hang ni ge ,jie guo xian shi san chong gai xing cai liao dui Hg2+de xi fu guo cheng fu ge zhun er ji dong li xue mo xing ,xi fu guo cheng zhu yao shi yi biao mian xi fu wei zhu de kuo san guo cheng ,ju xi fu guo cheng zhu yao shou hua xue xi fu ji li de kong zhi ;tong guo re li xue ni ge jie guo xian shi ,?G0<0,biao ming xi fu guo cheng shi zi fa guo cheng ;?H0>0,biao ming xi fu guo cheng shi fang re fan ying ;?S0>0,biao ming cai liao dui Hg2+de xi fu guo cheng zhong ,gu -ye biao mian de hun luan du zeng jia ;tong guo deng wen xian ni ge jie guo xian shi ,cai liao dui Hg2+de xi fu guo cheng geng fu ge Langmuirmo xing ,shui ming cai liao dui Hg2+de xi fu shu yu chan fen zi ceng xi fu 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自东北电力大学的刘鹏,发表于刊物东北电力大学2019-07-08论文,是一篇关于新型论文,合成论文,硫醇改性论文,吸附材料论文,东北电力大学2019-07-08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,资料来自东北电力大学2019-07-08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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