金屬-有機(jī)骨架材料吸附分離水中有機(jī)物分子的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、金屬有機(jī)骨架材料（metal-organic frameworks，MOFs）是一種新型納微結(jié)構(gòu)材料，具有比表面積和孔隙率高，功能性強(qiáng)，尺寸可調(diào)控，種類多樣等優(yōu)點(diǎn)，近年來已被廣泛應(yīng)用于氣體吸附分離、膜分離、工業(yè)催化、藥物控釋等領(lǐng)域。但是，目前MOF材料在液相吸附分離方面的應(yīng)用覆蓋范圍較窄，還需要進(jìn)行大量的相關(guān)研究。
　　單寧酸是一種水溶性的多酚化合物，多存在于皮革，醫(yī)藥，印染，食品等工業(yè)廢水中，水中過量的單寧酸將會對人體和水生生物

2、造成危害，因此脫除水中單寧酸成為了亟待解決的環(huán)境問題之一。氨基酸是構(gòu)成生命體的基本單位，其中，L-苯丙氨酸是一種芳香族氨基酸，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和食品工業(yè)。在L-苯丙氨酸的生產(chǎn)過程中需要將其從水中分離出來，以達(dá)到提純的目的。因此，研究MOF材料對水中L-苯丙氨酸的吸附性能，具有重要的學(xué)術(shù)和實(shí)用價(jià)值。本文以單寧酸和L-苯丙氨酸為研究對象，研究了MOF材料對這兩種有機(jī)物分子的吸附性能。具體研究內(nèi)容如下:
　　1、采用水熱/溶劑熱合成法，

3、制備了MIL-53(Cr)，MIL-68(Al)，MIL-100(Fe), MIL-100(Al), MIL-101(Fe), NH2-MIL-101(Cr), MH2-MIL-101(Al), NH2-MIL-125(Ti), MIL-140A-Zr, UiO-66(Zr), NH2-UiO-66(Zr)，CAU-1，ZIF-8共13種性質(zhì)穩(wěn)定的MOF材料，并對這些材料采用BET表征和PXRD表征。
　　2、采用靜態(tài)間歇吸附法研

4、究了UiO-66(Zr)，NH2-UiO-66(Zr)，CAU-1, MIL-53(Cr), NH2-MIL-125(Ti), NH2-MIL-101(Cr), MIL-140A(Zr)等7種MOF材料對單寧酸的吸附性能。篩選結(jié)果表明，NH2-MIL-101(Cr)具有比傳統(tǒng)多孔材料更強(qiáng)的吸附能力，其最大吸附量為942±10 mg·g-1，此吸附過程符合Langmuir吸附模型和準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。除此之外，NH2-MIL-101(Cr)

5、對于低濃度的單寧酸具有很好的脫除效果（當(dāng)C0≤200 mg·L-1時(shí)，脫除率≥99％），可作為一種高效脫除水中單寧酸的吸附材料。
　　3、采用靜態(tài)間歇吸附法研究了MIL-68(Al)，MIL-100(Fe)，MIL-101(Fe), NH2-MIL-101(Al),MIL-100(Al), ZIF-8, UiO-66(Zr),NH2-MIL-125(Ti)等8種MOF材料對L-苯丙氨酸的的吸附性能。篩選結(jié)果表明，ZIF-8具有較強(qiáng)