MOF材料在水环境污染物去除方面的应用现状及发展趋势（II）

对近年来MOF材料去除水环境中重金属、有机物的相关研究进行了总结与评述。本篇是该主题的第2篇,主要对MOF材料去除水中有机污染物的相关研究进行总结和论述。研究表明,MOF材料含有大量开放性金属位点、路易斯酸碱位以及官能团,因而对染料、抗生素、农药、持久性有机污染物等均具有较高的吸附性能。氢键、π?π作用、疏水作用和静电引力是其吸附有机污染物的主要机制,部分MOF材料中较大的孔道结构也有利于大分子有机污染物的吸附;另外,部分MOF材料还具有优异的催化性能,能够作为类Fenton催化,光催化以及过硫酸盐活化的催化剂实现对有机污染物的催化降解,其中光催化反应中污染物的降解主要源于·O2?、·OH和h+的贡献;而在过硫酸盐体系中,·O2?、·OH、SO₄·?和1O₂是导致有机污染物分解的主要活性氧化物种。基于对先前研究的回顾,相信未来的研究领域包括但不限于以下方面:（1）进一步提高MOF在去除有机污染物方面的性能,并提高其可回收性;（2）开展新型MOF催化材料的制备及催化反应机理的研究;（3）研究MOF缺陷结构的调控,以开发具有更高吸附和催化性能的新型MOF材料;（4）研究新的框架材料,例如共价有机骨架（COFs）材料,并将其应用于污染物净化领域。      

吸附法去除水中重金属复合污染物的研究状况

随着经济、社会的快速发展,重金属污染已经成为世界上最严重的环境问题之一。在水环境中,重金属通常与其他金属或非金属污染物之间形成复合污染物。本文首先介绍了重金属复合污染物之间复杂的相互作用,简要总结了三大相互作用:竞争作用、协同作用和强络合作用对重金属去除的影响。在上述基础之上,然后对吸附法同时去除水体中重金属及其复合污染物的研究情况作了简要的综述,着重评述了各种吸附材料在去除重金属复合污染物的各项优势,包括:改性多功能化复合材料可以提高与复合污染物的作用力,磁性纳米材料易于分离等。最后就吸附法、高性能吸附材料在重金属复合物染物去除领域中的应用前景进行了分析,指出了今后的研究应侧重于重金属复合污染物的去除,并且提出了通过提高吸附剂与复合污染物的作用力从而实现污染物去除的新思路。     

稀土MOF发光调色板和高等级防伪条形码材料

<正>MOF(metal-organic framework,金属-有机骨架)是由金属和有机配体组成的骨架材料,是一类新型的多孔材料。简单的来说MOF就是由金属离子或金属和氧原子、羟基、羧酸等组成的团簇与有机配体结合而成的框架材料。而稀土MOF兼具了有机配体与稀土离子的发光特性,增加了发光形式的多样性和可调性,在OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光半导体)发光材料与器件、化学传感器、生物功能材料、防伪与显示材料等诸多方面有着广     

纳米二氧化钛-聚合物复合材料去除无机/有机污染物的研究进展

大量无机和有机污染物对生态环境有潜在危害。为去除这些污染物,已研发出一系列材料,其中纳米二氧化钛因制备原料低廉、制备过程简单及吸附和光催化性能优良而受到广泛关注。但纳米二氧化钛本身具有吸附量低、吸附后不易材料分离、只能吸收紫外光等缺点,需与其他材料进行复合来提高其性能。主要介绍了二氧化钛与一些聚合物材料的复合材料及用于去除无机和有机污染物的研究进展。     

科学家研发出重金属污染物吸附新材料

正中科院合肥物质研究院固体所环境与能源纳米材料中心在重金属污染物治理领域的研究取得重要进展,成功制备出了三维石墨烯/二氧化锰复合气凝胶材料,该材料对重金属有很好的去除性能。治理重金属污染的方法有很多,其中吸附法因简单、高效、污染小等优点,被认为是最有前景的处理方     

功能化介孔材料的重金属吸附试验

用2种不同助剂和4种不同含氮官能团的有机硅烷修饰剂,成功合成了8种功能化介孔硅材料,并对其进行重金属吸附试验.在重金属吸附性能研究中,采用吸附动力学研究吸附时间对吸附性能的影响,分别对一级和二级吸附速率方程进行拟合,最后确定了该介孔材料的吸附符合一级吸附速率方程.并利用吸附热力学的原理研究了吸附温度对吸附性能的影响.     

重金属污染物吸附新材料研发成功

正从中科院合肥物质研究院获悉,该单位固体所环境与能源纳米材料中心在重金属污染物治理领域的研究取得重要进展,成功制备出了三维石墨烯/二氧化锰复合气凝胶材料,该材料对重金属有很好的去除性能。相关研究成果已发表在英国皇家化学会期刊《材料化学杂志A》上。目前,治理重金属污染的方法有很多,其中吸附法因简单、高效、污染小等优点,被认为是最有前景的处理方法。但传统吸附剂材料都存在吸附量低、     

氧化铟-聚丙烯酰胺复合材料的合成及其对铜(Ⅱ)的吸附性能

高浓度Cu(Ⅱ)的摄入严重威胁着人类的生命安全,因此去除环境中过量的Cu(Ⅱ)具有重要意义。以丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺为单体,纳米氧化铟为改性材料,合成了氧化铟-聚丙烯酰胺复合材料,通过扫描电镜、N₂吸附-脱附仪和红外光谱仪对复合材料进行了表征,将其作为吸附材料,结合火焰原子吸收光谱法(FAAS),研究了其对Cu(Ⅱ)的吸附性能。优化了溶液pH值和吸附时间对吸附率的影响,并研究了复合材料对Cu(Ⅱ)的吸附动力学、等温线和热力学。结果表明:当pH值为6.0时,吸附时间为90 min,Cu(Ⅱ)可达到吸附平衡;吸附行为符合拟二级动力学方程和Freundlich模型,实验饱和吸附量为45.83 mg/g;通过对热力学方程进行计算,证明了该吸附材料对Cu(Ⅱ)的吸附是自发吸热过程;考察了复合材料的再生能力,吸附解吸循环3次后,解吸效率仍保持在86%以上,表明该材料可以重复利用。由此可知,氧化铟-聚丙烯酰胺复合材料在去除重金属方面具有较大应用前景。     

氧化铟-聚丙烯酰胺复合材料的合成及其对铜(Ⅱ)的吸附性能

高浓度Cu(Ⅱ)的摄入严重威胁着人类的生命安全,因此去除环境中过量的Cu(Ⅱ)具有重要意义。以丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺为单体,纳米氧化铟为改性材料,合成了氧化铟-聚丙烯酰胺复合材料,通过扫描电镜、N₂吸附-脱附仪和红外光谱仪对复合材料进行了表征,将其作为吸附材料,结合火焰原子吸收光谱法(FAAS),研究了其对Cu(Ⅱ)的吸附性能。优化了溶液pH值和吸附时间对吸附率的影响,并研究了复合材料对Cu(Ⅱ)的吸附动力学、等温线和热力学。结果表明:当pH值为6.0时,吸附时间为90 min,Cu(Ⅱ)可达到吸附平衡;吸附行为符合拟二级动力学方程和Freundlich模型,实验饱和吸附量为45.83 mg/g;通过对热力学方程进行计算,证明了该吸附材料对Cu(Ⅱ)的吸附是自发吸热过程;考察了复合材料的再生能力,吸附解吸循环3次后,解吸效率仍保持在86%以上,表明该材料可以重复利用。由此可知,氧化铟-聚丙烯酰胺复合材料在去除重金属方面具有较大应用前景。     

MOF晶体薄膜材料的制备及应用

作为纳米技术领域的一种新材料, 金属-有机骨架(metal-organic framework, MOF)薄膜材料(也称为SURMOFs)获得了越来越多研究者的关注.多种合成方法的不断提出, 为大量合成膜厚度、均匀性、形态、甚至维度均可控的MOF薄膜材料提供了可能性, 并为薄膜材料在更多领域中的应用提供了机会.本文首先介绍了MOF薄膜材料基于液相或真空的各种合成方法及其适用范围, 其中, 获得高质量薄膜的最有效方法之一是在基底材料上沉积自组装单层(SAMs), 进而诱导MOF薄膜的成核及生长.其次, 总结了近年来MOF薄膜材料在分离、催化、传感等领域的研究进展, 以及为满足环境可持续发展和对清洁能源的需求, 新发展起来的在光催化、储能、光伏以及制备各种电子器件领域的应用.在此基础上, 讨论了限制MOF薄膜实际应用的因素(例如薄膜生长机制需要更深入的研究、薄膜质量及薄膜热电性能等有待进一步提高等), 对相关领域未来的研究方向进行了展望, 以期为MOF薄膜材料进一步的研究发展提供理论参考.      

金属有机骨架材料的合成方法及应用进展

金属有机骨架材料(MOFs)是近年来发展迅猛的一种具有三维孔结构的新型高分子材料,由有机配体和金属离子通过配位键自组装形成,具有比表面积大、孔隙率高、微孔结构有序等优良的性能在气体存储、吸附分离等领域受到越来越多的关注。综述了利用包括溶剂(水)热合成法、微波辅助合成法、扩散法、超声法、机械研磨法等合成MOFs的优缺点。对近年来MOFs在吸附挥发性有机物(VOCs)领域的研究进行了综述,对MOFs材料在未来的研究及发展进行了展望。     

用聚吡咯改性电解锰渣去除废水中的六价铬

研究了用聚吡咯(PPY)改性电解锰渣(EM R)制备吸附材料EM R-PPY并用以从废水中吸附去除Cr(Ⅵ),考察了吸附时间、初始Cr(Ⅵ)质量浓度、吸附剂加入量、溶液pH对EMR-PPY吸附去除Cr(Ⅵ)的影响,探讨了吸附过程的动力学和热力学.结果表明:在废水pH=2.0、EMR-PPY加入量1 g/L、初始Cr(Ⅵ)质量浓度150 mg/L条件下,Cr(Ⅵ)去除率达99.6％;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,平衡状态下,理论最大吸附量为269 mg/g;吸附机制主要包括Cr2 O2-7与N+之间的静电作用、对Cr(Ⅵ)的还原作用、Cr2 O2-7与Cl-之间的离子交换作用;3次循环再生后,EMR-PPY对Cr(Ⅵ)的吸附量仍保持在100 mg/g以上,仍可继续使用.     

西藏某铜铅锌选矿废水处理及回用探析

出于对拉萨河水体保护要求,对西藏某铜铅锌矿选矿废水进行处理并全部回用,实现废水的零排放。排放废水中主要含有重金属离子和部分有机污染物,采用"混凝沉淀—ClO2氧化—曝气—吸附—调pH值—回用"处理工艺,可有效去除废水中的重金属离子及有机污染物,满足废水回用生产的要求,实现废水的零排放目标。     

不同炭化材料和碳纤维对水中重金属Cu~(2+)的吸附研究

以花生壳、柑橘皮的不同炭化材料和碳纤维作为水中污染物的吸附剂,对重金属Cu2+进行了吸附研究。吸附试验结果表明:当改变水中p H时对吸附效果影响比较大,p H 5.5时吸附剂对水中Cu2+的吸附量最大;吸附时间在90 min后达到了吸附平衡状态;花生壳、柑橘皮吸附效果最好的加工炭化温度为250℃。     

超细蟹粉对污染水体重金属的吸附作用研究

[目的]研究超细蟹粉对污染水体重金属的吸附作用,使重金属回收再利用,解决水体重金属污染问题.[方法]将废弃蟹壳通过超细技术处理,以超细蟹粉为吸附剂,对水体中Pb<'2+>、Ni<'2+>、Cu<'2+>的去除进行静态吸附试验,研究蟹粉的细度、超细蟹粉用量、溶液初始pH、吸附时间、吸附温度等对吸附作用的影响,并确定最佳的吸附条件,以测定工业废水中Pb<'2+>、Ni<'2+>、Cu<'2+>的吸附率.[结果]超细蟹粉对Pb<'2+>、Ni<'2+>、Cu<'2+>吸附作用的最佳吸附条件为:在常温(25℃),pH为6.0时,0.8 g超细蟹粉对Ni<'2+>和Cu<'2+>的吸附时间为120 min,而Pb<'2+>的吸附时间为150min,可使吸附达到最佳状态.[结论]超细蟹粉对Pb<'2+>、Ni<'2+>、Cu<'2+>有很强的吸附能力,是一种有效的生物吸附剂.     

废旧磷酸铁锂氧压浸出渣对重金属吸附性能的研究

改变反应条件获得多种废旧磷酸铁锂的氧压浸出渣。通过对Pb2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+的吸附试验确定综合性能最佳的材料;然后以该材料作为吸附剂,研究溶液初始浓度和溶液初始pH对吸附剂吸附Pb2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+性能的影响,确定对不同重金属离子的最优条件;最后对吸附前后的样品进行表征分析,进一步研究其吸附机制。结果表明,在120 ℃、0.5 MPa、添加甘露醇（ML）后获得的FPOH-ML浸出渣综合吸附性能最佳;在重金属浓度均为10 mg/L,Pb2+溶液pH=5,Cu2+、Zn2+和Ni2+溶液pH=6时,FPOH-ML对Pb2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+的吸附容量分别为18.26、17.53、9.60和6.24 mg/g。表征分析发现,吸附前后FPOH-ML的主结构没有明显变化,没有新物质的产生,说明该过程属于物理吸附。     

过渡金属有机框架结构构件及电解水研究进展

金属有机框架(MOF)材料由于其比表面积大、孔隙率高、结构可调控和单分散的活性中心等特性,在吸附分离、气体储存和电催化等领域具有巨大的应用前景,其中,在催化领域的应用尤为突出.目前,利用传统方法所制备的MOF虽然含有具有催化活性的金属,但是MOF中的金属位点通常和有机配体相结合,无法很好的暴露出来,导致在催化过程中表现...     

pH及离子强度对石英砂负载羟基磷灰石吸附锰的影响

制备石英砂负载羟基磷灰石复合材料去除铀尾矿库重金属锰,以PHREEQC计算不同pH锰的赋存形态,并用五种经典动力学模型对吸附过程进行拟合、分析其吸附机理;阐述不同离子强度、阴阳离子对锰的去除效果。试验表明,不同pH对锰的吸附效果具有较大差异,CO32-、PO43-可促进去除,Cd2 、Mg2 则与Mn2 竞争吸附位点,降低复合材料吸附量。     

有机改性介孔硅材料在重金属废水处理中的应用

介孔材料是一类性能优良的吸附材料,对该类材料进行有机改性,在对含重金属离子废水处理方面表现出较好的吸附效果.综述了有机改性介孔材料的对重金属离子废水处理的最新研究进展,并展望了该类材料的发展和应用前景.     

有机污染物(菲)在弱透水层中的越流迁移特征

采用高渗透压渗流试验装置.模拟已被污染的浅层地下水越流通过弱透水层污染深层地下水的过程,研究不同矿化度、不同pH条件下有机污染物(菲)通过饱和黏性土弱透水层时的质量浓度变化特征.结果表明;矿化度的增加有利于弱透水层吸附截留渗滤液中的菲;高矿化度水中的Na+交替土层中的Ca2+、Mg2+,使水中的Ca2+、Mg2+质量浓度增加,与HCO3、菲组合形成络合物;不同pH条件下,Ca2+、Mg2+抖、HCO(-3)-对菲的迁移有阻滞作用,SO(2/4)-参与还原反应并可与菲形成络合物,对菲迁移有促进作用.菲在弱透水层中的迁移能力很弱,衰减率达82%～96%,高渗透压下菲的污染锋面迁移速度为0.714 m/d,pH=8时菲通过弱透水层的迁移质量浓度最小.控制渗滤液的pH、组分可有效阻止菲在弱透水层中的迁移.