基于ZIF-8新型復(fù)合材料的制備、表征及吸附性能研究.pdf

1、ZIF-8是由Zn2+和咪唑基配體構(gòu)成的一種具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多孔材料，是類沸石咪唑酯金屬有機(jī)骨架(ZIFs)中的典型代表，ZIF-8不僅具備ZIFs良好的水熱穩(wěn)定性、超大的比表面積、可調(diào)的孔徑等優(yōu)點(diǎn)，還具有可以吸附超過自身孔徑的大分子的旋轉(zhuǎn)門效應(yīng)。ZIF-8因其良好的結(jié)構(gòu)性質(zhì)被廣泛應(yīng)用于吸附等領(lǐng)域，成為科研工作中的研究熱點(diǎn)。本文采用簡(jiǎn)單易操作的攪拌法合成吸附劑ZIF-8，然后對(duì)ZIF-8進(jìn)行功能化:分別用硫脲(NH2CSNH2)、十六烷基

2、三甲基溴化銨(CTMAB)和溴代十六烷基吡啶(CPB)浸漬ZIF-8，制備NH2CSNH2-ZIF-8、CTMAB@ZIF-8和CPB@ZIF-8三種新型復(fù)合吸附劑;用ZIF-8包覆硅膠，制備SiO2@PDA@ZIF-8新型復(fù)合吸附劑。并運(yùn)用傅里葉變換紅外拉曼光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SEM)、物理吸附(BET)、綜合熱分析(TG)等手段對(duì)吸附劑進(jìn)行了表征。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴ZIF-8對(duì)1-

3、萘酚(1-NAP)、2-萘酚(2-NAP)和雙酚A(BPA)的吸附主要是ZIF-8的咪唑與1-NAP、2-NAP和BPA的苯環(huán)之間產(chǎn)生的π-π堆疊作用，均是自發(fā)進(jìn)行的放熱反應(yīng);各吸附過程更符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué);對(duì)1-NAP和2-NAP的吸附更符合Freundlich吸附等溫線，對(duì)BPA的吸附更符合Langmuir吸附等溫線;根據(jù)Langmuir吸附等溫方程，對(duì)1-NAP、2-NAP和BPA的最大吸附量分別為314.47 mg/g、119.5

4、2 mg/g和101.04 mg/g;各吸附過程在pH為4.0-9.0之間幾乎不受影響。⑵NH2CSNH2-ZIF-8對(duì)Au3+的吸附是自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng);更符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)和Freundlich吸附等溫方程;溫度、NaCl的濃度和常見金屬離子Cu2+、Cr6+、Pb2+、Cd2+、Mn2+、Mg2+、Co2+幾乎不影響對(duì)Au3+的吸附，但Fe3+的存在對(duì)吸附產(chǎn)生干擾，使Au3+的吸附量降低了38.6 mg/g; NH2CSNH2-ZI

5、F-8對(duì)Au3+的最大吸附量高達(dá)4262.8 mg/g。⑶CTMAB@ZIF-8、CPB@ZIF-8主要是通過靜電吸附作用吸附甲基橙(MO)，均是自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)，更符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)和Langmuir吸附等溫線;常見鹽Na2SO4在一定濃度范圍內(nèi)對(duì)吸附幾乎無影響，而NaNO3和NaCl在高濃度范圍內(nèi)會(huì)抑制吸附的進(jìn)行;CTMAB@ZIF-8、CPB@ZIF-8對(duì)MO的最大吸附量分別為117.87 mg/g和195.54 mg/g。⑷Si