Cu/Fe-MOF复合材料在水处理过程应用研究进展

随着工农业的快速发展,水环境中工业副产品、有机染料、药物及个人护理品、农药和杀虫剂污染问题亟待解决。Cu基金属有机框架材料(Cu-MOF)无毒、稳定性强、易引入功能基团、易装配,Fe基金属有机框架材料(Fe-MOF)反应活性强、电子传递能力快、多数具备磁性和易回收特性,将两者相结合的复合材料能借助两者的优点,制备得到绿色环保、无二次污染的高效水处理材料,在水处理领域具有广阔的应用前景。本论文对Cu-MOF、Fe-MOF、Cu/Fe-MOF和Cu/Fe-MOF衍生物等材料构建及应用过程进行综述,并对其在水处理领域的进一步发展进行了展望。

多种金属有机框架材料的类过氧化物酶活性研究

采用溶剂热法合成了ZIF-8、UIO-66、MIL-101(Fe)、MIL-101(Cr)、Cu-TCPP(Fe)等5种金属有机框架(MOF)材料,通过观察MOF材料与3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)反应的颜色变化及测定反应液的OD_(450/630)值评价其类过氧化物酶活性。结果表明,ZIF-8、MIL-101(Fe)、MIL-101(Cr)几乎没有类过氧化物酶活性,UIO-66的类过氧化物酶活性微弱,而二维片状的Cu-TCPP(Fe)显示出超高的类过氧化物酶活性;Cu-TCPP(Fe)的类过氧化物酶活性来源于TCPP(Fe),其类血红素结构能加速TMB反应的颜色变化。MOF材料作为人工模拟酶在纳米生物学领域显示出巨大的应用潜力。

Fe-Cu@MOFs衍生碳催化H_(2)O_(2)处理罗丹明B废水

以不同Fe-Cu摩尔比的金属有机骨架化合物(MOFs)为前驱体,经高温碳化制得相应衍生碳催化剂(Fe-Cu@C),将其用于催化H2O2处理罗丹明B废水,并对催化剂形貌、表面性质及孔结构进行表征。实验结果表明:Fe-Cu@C中Cu相对含量的增大有利于促进催化剂上CuO、Fe0和Fe^(2+)的形成,因而双金属催化剂Fe-Cu@C比单金属催化剂6Fe@C体现出更高的罗丹明B去除效果;在反应温度为323 K、pH=4、H2O2(w=30%)加入量0.5 mL、2Fe4Cu@C加入量0.25 g/L、反应时间60 min、罗丹明B质量浓度100 mg/L的条件下,罗丹明B去除率可达100%。整个过程是一个表面自由基参与的准一级动力学过程。重复使用4次的2Fe4Cu@C高温再生后,催化活性可恢复至原来的96.6%。

基于异金属有机骨架材料的Fe2O3/CuO/C制备及多巴胺电化学传感性能研究

以异金属有机骨架(MOF)材料Fe-Cu-MOF为前驱体,在700℃空气气氛下热解3 h,制备了碳复合的铜铁异金属氧化物(Fe_(2)O_(3)/CuO/C)。采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的形貌、结构以及物相组成进行了表征。采用循环伏安法(CV)研究了Fe_(2)O_(3)/CuO/C修饰玻碳电极(Fe_(2)O_(3)/CuO/C/GCE)对多巴胺(DA)的电催化传感性能。研究结果表明,Fe_(2)O_(3)/CuO/C/GCE对多巴胺具有优异的电催化氧化活性,在DA浓度在1~100μmol/L和100~800μmol/L范围内,Fe_(2)O_(3)/CuO/C/GCE的氧化峰电流与DA浓度呈线性关系,灵敏度分别为212.31μA·L/(mmol·cm^(2))和42.46μA·L/(mmol·cm^(2))。该传感器具有良好的抗干扰能力和重现性。