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文檔簡介
1、近年來,具有高比表面積和多孔骨架結構的金屬有機骨架(metal-organic framework,MOF)材料引起人們的關注,其應用的主要領域是催化,膜分離,傳感器和吸附等。另一方面,隨著我國工業(yè)水平的不斷提高,每年有大量低濃度乙酸廢水需要處理。乙酸廢水的化學耗氧量高,酸性強,不能直接排放,也無法用普通生化方法處理,如何凈化低濃度乙酸廢水是目前亟待解決的問題。
本文研究了 MOF材料吸附法處理稀乙酸廢水的效果。選擇并合成了M
2、IL-101(Cr),MIL-100(Cr),MIL-53(Cr),MIL-96(Al),MIL-100(Fe),UiO-66和ZIF-8等七種水穩(wěn)定 MOF材料,采用靜態(tài)吸附法考察了其對乙酸的吸附性能,其中UiO-66對乙酸的吸附效果最佳。以UiO-66為研究對象,本文重點研究了其在不同的吸附時間、初始乙酸濃度和溫度下,對乙酸溶液的吸附性能。結果表明, UiO-66在8 h內達到吸附平衡狀態(tài);隨著初始濃度的增加,UiO-66對乙酸的吸
3、附量隨之增加,隨著溫度的升高,吸附量逐漸下降。使用不同的吸附動力學模型和吸附等溫線模型對實驗結果進行擬合,UiO-66對乙酸的吸附過程符合準二級動力學模型,吸附等溫線符合Freundlich模型。通過對熱力學參數(shù)ΔG,ΔH和ΔS的計算,發(fā)現(xiàn)乙酸在UiO-66上的吸附是自發(fā)的,并且是一個放熱和熵減的過程。對吸附后的UiO-66用去離子水和乙醇洗滌進行吸附劑再生,三次循環(huán)利用后, UiO-66對乙酸的吸附量沒有明顯下降。說明UiO-66是一
4、種優(yōu)良的乙酸吸附劑。
本文還研究了在不同時間,不同溫度和不同乙酸濃度的條件下,MIL-101(Cr), UiO-66和ZIF-8三種材料的結構穩(wěn)定性。結果表明,MIL-101(Cr)在乙酸溶液中可以保持結構的完整,即使溫度升高至100℃,經過120小時,MIL-101(Cr)的結構也不會發(fā)現(xiàn)明顯的變化。UiO-66在乙酸溶液中穩(wěn)定性較好,隨著時間的延長,溫度的升高,UiO-66結構就會開始發(fā)生坍塌,顆粒之間也會發(fā)生聚集。ZIF
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