H6 P2 Mo18 O62Zn（BDC）（Bipy）0.5复合材料的合成、表征及对亚甲基蓝的吸附.pdfVIP

Vol. 37 高 等 学 校 化 学 学 报 No. 9 2016 年 9 月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 1596 ~ 1604 doi: 10. 7503 / cjcH6 P2Mo18O62 / Zn(BDC)(Bipy) 0. 5 复合材料的合成、 表征及对亚甲基蓝的吸附 龚文朋, 田超强, 杜晓刚, 杨水金 (湖北师范大学化学化工学院, 先进材料研究院, 污染物分析与资源化技术湖北省重点实验室, 黄石 435002) 摘要 在溶剂热条件下, 以 H6P2Mo18O62、 对苯二甲酸(H2BDC)、 4,4＇-联吡啶(Bipy)和硝酸锌为原料构筑了 1 个三维金属有机骨架复合材料 H6P2Mo18 O62 / Zn(BDC) (Bipy) 0. 5, 并采用红外光谱( IR)、 X 射线衍射 (XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 热重分析(TG)、 N2 吸附-脱附等手段对产物进行了表征. 同时, 研究了产 物对水溶液中亚甲基蓝(MB)的吸附性能, 并探讨了 MB初始 pH值、 初始浓度和温度对吸附量的影响. 结果 表明, 产 物 的 等 温 吸 附 模 型 符 合 Langmuir 等 温 吸 附 模 型, 动 力 学 符 合 拟 二 级 动 力 学. H6P2Mo18O62 / Zn(BDC)(Bipy) 0. 5对亚甲基蓝的吸附是自发和放热的, 此外, 产物对甲基紫、 罗丹明 B、 孔雀 石绿等阳离子染料也具有良好的吸附性能. 关键词 三维金属有机骨架; H6P2Mo18O62; 吸附; 分离; 染料 中图分类号 O614. 6 文献标志码 A 收稿日期: 2016-04-18. 网络出版日期: 2016-08-26. 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:、 湖北师范大学研究生创新科研基金(批准号:和湖北省自然科学基 金重点项目(批准号: 2014CFA131)资助. 联系人简介: 杨水金, 男, 博士, 教授, 主要从事多酸化学和无机功能材料研究. E-mail: yangshuijin@ 163. com 纺织、 印染行业的高速发展会产生大量含有染料和颜料等有机物的工业废水[1,2] . 这些工业废水 若未经过任何处理便被排放到水圈中, 将对生态环境乃至人类的健康带来巨大威胁[3], 并对水体生物 和人类有潜在的致基因突变和致癌作用[4,5], 所以处理染料废水对环境保护和公共健康非常重要[6] . 目前用于染料废水处理的方法有沉淀、 膜分离、 离子交换、 反渗透、 微生物降解和光催化降解 等[7] . 其中, 吸附技术在去除含染料工业废水方面已成为一项非常重要的技术, 由于其成本低、 效率 高、 操作简单, 已引起科学家的广泛关注[8] . 对于处理废水中难以降解、 毒性非常大的染料, 吸附法具 有较好的优势. 文献报道的吸附剂主要有果皮、 甘蔗渣、 矿渣[9]、 碳纳米管[10]、 氧化石墨烯[11]、 复合 改性膨胀石墨[12]和其它多孔材料. 选择性吸附剂能对工业废水中的目标染料达到可控分离的效果, 是 当前的研究热点. 与传统的多孔材料相比, 金属有机骨架(MOF)材料具有比表面积巨大、 微孔结构有序、 孔尺寸多 样、 孔表面官能团和表面势能多样、 组成和功能设计可调等优点, 所以在选择性吸附、 分离有机染料 废水方面的研究前景广阔[13] . 目前用于吸附废水中有机染料的金属有机骨架材料有 NH2 -MIL-101-Al, MIL-100-Fe, MIL-100-Cr和{(Me2NH2)·[In(aip) 2]}·xG[14 ~ 16]等. MOF 可以通过静电作用、 氢键、 酸碱作用、 疏水作用及骨架金属原子的影响[13]等来实现对这些染料的多组分吸附和分离. 但是单一的 MOF材料所包含的吸附活性位点和驱动力有限, 这是制约金属有机骨架用于液相吸附和分离的重要 因素. 金属有机骨架 Zn(BDC) (Bipy) 0. 5是采用桥联对苯二甲酸(H2BDC)、 线性含氮配体 4,4＇-联吡啶 (4,4＇-Bipy)和硝酸锌[Zn(NO3) 2·6H2O]混合构筑的稳定多孔的三维孔道结构, 具有柱支撑型框架. 这类框架也可具有很高的比表面积和孔隙率[17] . 由于 Dawson 型 H6P2Mo18O62与 Keggin 型杂多酸相比 具有较高的负电荷, 并具有较多的表面负电性活性氧, 使其可以通过金属-有机构筑单元作为桥连基团 进行连接, 形成更多适宜的结构[18 ~ 20] . 合成无限的基于多金属氧酸盐阴离子的二维或三维网络结构 能够