基于ZIF-8新型復合材料的制備、表征及吸附性能研究.pdf

1、ZIF-8是由Zn2+和咪唑基配體構成的一種具有拓撲結構的多孔材料，是類沸石咪唑酯金屬有機骨架(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、可調的孔徑等優(yōu)點，還具有可以吸附超過自身孔徑的大分子的旋轉門效應。ZIF-8因其良好的結構性質被廣泛應用于吸附等領域，成為科研工作中的研究熱點。本文采用簡單易操作的攪拌法合成吸附劑ZIF-8，然后對ZIF-8進行功能化: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-8三種新型復合吸附劑;用ZIF-8包覆硅膠，制備SiO2@PDA@ZIF-8新型復合吸附劑。并運用傅里葉變換紅外拉曼光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)、場發(fā)射掃描電鏡(SEM)、物理吸附(BET)、綜合熱分析(TG)等手段對吸附劑進行了表征。
　　本研究主要內容包括：⑴ZIF-8對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)之間產生的π-π堆疊作用，均是自發(fā)進行的放熱反應;各吸附過程更符合準二級動力學;對1-NAP和2-NAP的吸附更符合Freundlich吸附等溫線，對BPA的吸附更符合Langmuir吸附等溫線;根據(jù)Langmuir吸附等溫方程，對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Au3+的吸附是自發(fā)進行的吸熱反應;更符合準二級動力學和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Au3+的吸附，但Fe3+的存在對吸附產生干擾，使Au3+的吸附量降低了38.6 mg/g; NH2CSNH2-ZI

5、F-8對Au3+的最大吸附量高達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)進行的吸熱反應，更符合準二級動力學和Langmuir吸附等溫線;常見鹽Na2SO4在一定濃度范圍內對吸附幾乎無影響，而NaNO3和NaCl在高濃度范圍內會抑制吸附的進行;CTMAB@ZIF-8、CPB@ZIF-8對MO的最大吸附量分別為117.87 mg/g和195.54 mg/g。⑷Si