MOF-5基多孔碳吸附典型環(huán)境污染物的研究.pdf

1、多孔碳材料由于具有高的比表面積以及良好的電化學性能，已經(jīng)在氣體儲存、催化劑載體等領(lǐng)域得到越來越廣泛的關(guān)注。傳統(tǒng)方法制備得到的多孔碳往往孔結(jié)構(gòu)無序而且不可控，因而限制了其應(yīng)用。因此，制備出性能更加優(yōu)越的多孔碳材料能夠加速多孔碳的應(yīng)用進程。有研究表明，以金屬有機骨架(MOFs)為模板/前驅(qū)體碳化制備得到的多孔碳—MOF-基多孔碳不但孔結(jié)構(gòu)規(guī)則而且具有更高的比表面積，顯示了其在吸附領(lǐng)域巨大的應(yīng)用潛力，而以MOF-基多孔碳作為吸附劑吸附去除水中

2、的有機污染物卻未見報道。本論文將金屬有機骨架MOF-5(Zn4O(BDC)3)為前驅(qū)體碳化制得的MOF-5基多孔碳(NPC)作為吸附劑應(yīng)用于典型環(huán)境污染物的吸附去除工作，并以磺胺甲惡唑(SMX)、雙酚A(BPA)和甲基橙(MO)為吸附質(zhì)，考察NPC對有機污染物的吸附效果，探討溶液性質(zhì)對污染物吸附效果的影響。預(yù)期為日后NPC作為吸附劑應(yīng)用于水處理領(lǐng)域提供實驗依據(jù)和理論基礎(chǔ)。圍繞以上研究內(nèi)容和目標開展了以下幾個方面的工作:
　　(1)

3、以MOF-5為前驅(qū)體，采用直接碳化的方法制備NPC，并對其物理化學性能進行表征。在1000℃，保溫8h的條件下，制備得到NPC的比表面積接近2000m2/g，孔體積超過2cm3/g。
　　(2)考察NPC對SMX、BPA以及MO的吸附效果，并在相同條件下與單壁碳納米管(SWNT)以及粉末活性炭(PAC)進行對比。研究表明，NPC對上述三種污染物的吸附動力學符合二級動力學模型，吸附等溫線符合Langmuir模型，且初始吸附速率按如下