锌铜多孔碳复合材料制备及其吸附碘研究

为了提升吸附材料对放射性碘的去除效果,以溶剂热法制备了锌铜双金属有机框架材料(Zn/Cu BTC),并以此为模板可控热解得到了具有高效吸附性能的锌铜纳米多孔碳(Zn/Cu@NPC)材料。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)和比表面积分析等手段对材料的形貌结构、物化性质进行表征。结果表明:热解得到的Zn/Cu@NPC保持了Zn/Cu BTC的正八面体拓扑结构,表面出现氧化锌(ZnO)纳米颗粒,过渡金属锌的引入有效提升了材料比表面积。Zn/Cu@NPC表现出优异的碘离子吸附性能,吸附容量为212.5 mg/g,是单金属Cu@NPC吸附容量的3.99倍。该材料耐酸碱性、选择吸附性能良好,且再生循环吸附5次后吸附容量可保持首次吸附的90%。

Ag-MMOFs复合材料的制备及其对硝基苯酚的降解作用

采用双溶剂法制备Ag-ZIF-8(Zn-Co)多金属MOFs材料,并将其用于对硝基苯酚、邻硝基苯酚和对硝基苯胺等污染物的催化还原;利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)对制备的材料进行表征。结果表明:Ag-ZIF-8(Zn-Co)在催化降解3种污染物方面表现出优异的催化活性;Ag-ZIF-8(Zn-Co)催化降解对硝基苯酚反应的表观速率常数和转换频率分别为1.080×10^(-4)s^(-1)和2.056 min^(-1),并在多次重复使用过程中保持较高的催化性能;与单金属复合材料Ag-ZIF-8和Ag-ZIF-67相比,Ag-ZIF-8(Zn-Co)的催化活性显着提高,主要原因是Ag-ZIF-8(Zn-Co)具有高比表面积,Zn和Co双金属的协同作用,以及孔道对银纳米颗粒的限制等。

热解Cu-BTC衍生制备Ag@CuO复合材料

为了改变铜基金属有机骨架Cu-BTC的功能活性,提高吸附碘离子的能力,对其进行可控热解,制备出具有合适孔道和疏水性能的MOF衍生材料Cu-Cu_(2)O,随后浸渍负载纳米Ag,并进一步热解,制备Ag@CuO复合材料,同时进行吸附实验。结果表明:在温度为343℃的氮气条件下,热解Cu-BTC制备的Cu-Cu_(2)O衍生材料,最大吸附量为95.8 mg/g;在引入纳米Ag后,质量分数为10%的Ag@CuO复合材料最大吸附量达到205.0 mg/g;Cu-Cu_(2)O在120 min时接近于吸附平衡,Ag@CuO在15 min能达到平衡吸附量的50%,在90 min时接近于吸附平衡。通过可控热处理和引入纳米Ag,在Ag、Cu双活性位点和碘离子作用下,Ag@CuO复合材料对碘离子的去除速率增加25.0%,去除效率提高114.0%。

ZIF-8@LDO多孔复合材料的合成及表征

为了提高材料对亚甲基蓝的光催化性能,通过原位生长对不同锌铝物质的量比的Zn-Al层状双氧化物(LDO)进行修饰,合成ZIF-8@LDO复合材料;采用X射线衍射、扫描电子显微镜等方法对复合材料进行详细的表征。结果表明:相较于未修饰的LDO材料,所制备的复合材料对亚甲基蓝具有较好的吸附性能和光催化降解活性。通过改变ZIF-8@LDO合成过程中锌铝物质的量的比,发现其值为2时,ZIF-8@LDO-2复合材料在150 min内,对亚甲基蓝的去除率超过99.3%;在pH为4~6范围内效果最佳,重复使用4次后,仍能保持86.1%的降解率。