Box-Behnken设计优化制备高比表面积柚皮基生物炭及其亚甲基蓝吸附机理

以柚子皮为非传统前驱体,采用ZnCl2一步炭化-活化法制备柚皮基生物炭(PPBC).通过Box-Behnken设计(BBD)研究了活化温度(x_(1))、浸渍比(x_(2))、活化时间(x_(3))三个关键制备变量对PPBC亚甲基蓝吸附值的影响.结果表明,影响亚甲基蓝吸附值的单因素显著性为x_(3)>x_(1)>x_(2),交互项显著性为x_(1)x_(3)>x_(2)x_(3)(x_(1)x_(2)项影响不显著).在活化温度924℃、浸渍比4、活化时间133min的最佳制备条件下,模型预测的亚甲基蓝最大吸附值为216.80mg/g,实验值为215.69mg/g(超过国家木质净水用活性炭一级品标准135mg/g),两者吻合程度较好,说明构建的响应面模型可以很好地优化PPBC制备工艺.此外,利用BET、SEM、FTIR等分析了最佳条件下制备PPBC的理化性质并探究了其对亚甲基蓝的吸附机理.PPBC表面含有丰富且不均匀的纳米级孔隙,比表面积高达1222.40m^(2)/g,其对亚甲基蓝的吸附主要通过孔隙填充、静电作用、π-π堆积相互作用及氢键的协同作用.PPBC具有作为生物质吸附剂处理亚甲基蓝染料废水的潜力.

具有多相催化性能的金属有机框架的研究进展

相比传统的多孔碳和无机沸石材料,金属-有机骨架(MOFs)具有制备方便、易于修饰、高孔隙率、比表面积大、框架规模大小可调等优点,在气体存储、吸附分离、多相催化、磁学等广泛应用.文章结合作者实验室的研究,介绍了MOFs作为多相催化剂所具有的独特特点;评估了MOFs作为催化剂的潜力,重点从MOFs的结构要素出发总结了MOFs作为多相催化剂的应用现状;讨论了MOFs作为多相催化剂需要重视的问题,为定向合成此类材料在催化方面的应用提供基础和理论价值.