應(yīng)用金屬有機骨架化合物去除飲用水中砷、氟的基礎(chǔ)研究.pdf

1、金屬有機骨架材料具有多孔、高比表面積、金屬不飽和配位及結(jié)構(gòu)多樣性等結(jié)構(gòu)特點，使其在吸附和分離方面具有優(yōu)異的性能，因此其在氣體存儲、提純凈化、合成催化等方面的應(yīng)用得到了廣泛的研究。本論文旨在將金屬有機骨架材料的應(yīng)用拓展到水凈化方面，探索其在去除水中砷、氟污染物方面的特殊性能和去除機理。
　　 通過研究探索，本論文取得了以下結(jié)果:
　　 1、針對常規(guī)凈水技術(shù)在處理低濃度砷污染方面遇到的瓶頸和納米吸附材料在實際應(yīng)用過程中遇到的

2、團聚難題，創(chuàng)造性的提出用金屬有機骨架材料來吸附水中微量砷離子，利用其骨架式結(jié)構(gòu)增加吸附有效活性位點和避免吸附位點相互團聚，使其同時具有優(yōu)于納米材料的高吸附能力和較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
　　 2、采用溶劑熱法合成了一種鐵基金屬有機骨架材料（鐵離子和均三苯甲酸根，F(xiàn)e-BTC），應(yīng)用于水中低濃度砷的去除，可以將191.8ppb含砷溶液濃度降至2.6ppb，去除率高達98.64％，同時還對其吸附機理進行了初步探索。通過與納米氧化鐵顆粒和塊

3、體氧化鐵粉末相比較，經(jīng)過吸附熱力學(xué)和吸附動力學(xué)分析，結(jié)果顯示Fe-BTC金屬有機骨架材料的飽和吸附量是納米氧化鐵顆粒的6倍，塊體氧化鐵粉末的36倍。
　　 3、針對氟離子去除中容易受到常規(guī)陰離子干擾和常規(guī)凈水除氟劑不容易重復(fù)利用的問題，設(shè)計合成對氟離子有特定吸脫附作用具有核殼結(jié)構(gòu)的MOFs復(fù)合材料，經(jīng)pH調(diào)節(jié)并借助二氧化硅核使氟以不同離子狀態(tài)(F-、SiF62-)存在，利用孔道尺寸對F-選擇性通過，達到吸脫附氟的目的。
　

4、　 4、應(yīng)用等離子技術(shù)并結(jié)合自創(chuàng)的羧基化方法修飾硅球，再采用Layer-by-layer合成法在硅球表面生長MOFs，獲得一種具有核殼結(jié)構(gòu)的金屬有機復(fù)合材料-SiO2@Cu-BTC，將該材料應(yīng)用氟的吸脫附實驗，吸附率98.7%，脫附率99.9%，材料利用7次以后，都保持很好吸脫附效果，尤其是脫附率，仍然維持在99%左右，同時還對吸脫附機理進行了初步探究。
　　 通過研究得出，金屬有機骨架在處理水中砷、氟方面有著優(yōu)異的性能和巨大