金属有机框架材料UiO-66-(COOH)2吸附去除染料废水中的亚甲基蓝和罗丹明B

为提高对废水中阳离子染料亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB)的吸附性能,引入羧基基团,制备了表面带负电的金属有机框架材料UiO-66-(COOH)2。对所得样品进行了X射线衍射图谱分析、扫描电镜形貌分析、N2吸附脱附等温线分析、热重分析、傅里叶红外光谱分析。深入研究了UiO-66-(COOH)2对废水中MB和RhB两种染料的吸附性能和吸附机理。结果表明:由于静电作用的影响,引入羧基基团后的UiO-66-(COOH)2对MB和RhB的吸附性能均优于UiO-66的,分别超出32.4%和51.8%,且远高于活性炭吸附剂及其他羧基修饰材料的吸附量;UiO-66-(COOH)2在pH为3~10的范围内均具有较好的吸附性能,具有较强的pH适应性;吸附等温线拟合分析表明,UiO-66-(COOH)2对MB和RhB的吸附过程与Langmuir等温吸附模型吻合;吸附动力学拟合分析表明,UiO-66-(COOH)2对MB和RhB的吸附过程与准二级动力学方程吻合;经3次吸脱附循环后,UiO-66-(COOH)2对MB和RhB的吸附量分别减少了15.6%和22.5%,表明UiO-66-(COOH)2具有可再生循环使用潜力。

UiO-66-NH_(2)复合磺化聚磷腈质子交换膜的制备与表征

金属有机框架(MOF)材料由于具有结构可调、孔隙率高、比表面积大等特点受到广泛关注。将官能团修饰的MOF引入到能够提供质子传导的离子型聚合物中,能够制备具有较高质子传导率的质子交换膜。本文将UiO-66-NH_(2)引入到磺化聚磷腈(SPFPP)中制备了复合质子交换膜,并表征了复合膜的热稳定性能、溶胀度、吸水率和质子传导率。复合膜具有较优异的热稳定性能,复合膜的溶胀度小于纯的SPFPP膜。UiO-66-NH_(2)能够提高复合膜的保水能力,因而复合膜的吸水率高于纯的SPFPP膜。这种高的保水能力可以提高膜在高湿度条件下的质子传导率,复合膜SP/UiO-66-NH_(2)-0.6的质子传导率在80℃、100%湿度条件下可达到0.179 S/cm,而在相同条件下纯的SPFPP膜的质子传导率为0.120 S/cm。

UiO-66-NH_(2)/wood的设计构筑及高效去除水中微量重金属离子性能

矿山开采、金属冶炼、新型金属材料的发展以及城市供水系统老化所造成的重金属(铅、镉、汞、砷、铬、铜及锌等)污染问题已日趋严重.传统的水处理方法很难有效地去除低浓度的重金属污染物.本文以天然木材为载体,采用溶剂热合成法,在木材三维孔道中原位合成UiO-66-NH_(2)金属有机框架材料(MOFs)纳米颗粒,制备了UiO-66-NH_(2)/wood复合膜材料.该复合膜材料对去除水中微量重金属离子(Hg^(2+),Cu^(2+))表现出优异的性能.当处理速率为1.1×10^(2)L·m^(-2)·h^(-1)时,该复合膜材料去除水中微量重金属离子的效率仍可达到90%以上,且处理后水中重金属离子含量低于国家饮用水标准.这可归因于木材本身独特的三维孔道结构,在提高水通量的同时,还可以增加水溶液中重金属离子与MOFs颗粒的接触机会,以及孔道内均匀分布的UiO-66-NH_(2)MOFs颗粒中的—NH_(2)可以与重金属离子通过配位作用相结合.该UiO-66-NH_(2)/wood复合膜材料还具有良好的重复利用性,在连续6次循环使用后其去除效率无明显变化,有望进行实际应用.

离子液体修饰金属有机框架材料的制备及表征

利用离子液体具有良好相容性的特点,对金属有机框架UiO-66-NH_(2)进行合成后修饰。通过微波辐射辅助法合成了金属有机框架材料UiO-66-NH_(2),并对其进行修饰合成了[HOOCMMIm]Br@UiO-66-NH_(2),产率达65%。对其进行表面形貌观察,离子液体修饰的[HOOCMMIm]Br@UiO-66-NH_(2)骨架材料较UiO-66-NH_(2)粒径变大;X射线衍射表征显示,修饰后的[HOOCMMIm]Br@UiO-66-NH_(2)仍保持原有骨架结构;在77K时氮气物理吸附测试结果表明,比表面积较UiO-66-NH_(2)提高了46.4%,孔体积增大了49.3%。

UiO-66-NH_(2)负载甲硝唑及其体外缓释性能的研究

目的以金属-有机框架化合物UiO-66-NH_(2)为药物载体,负载甲硝唑(MTZ),探究UiO-66-NH_(2)负载甲硝唑的体外缓释的能力。方法采用核磁(1H-NMR)、红外光谱(IR)、差示扫描量热法(DSC)、氮气物理吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)对UiO-66-NH_(2)、MTZ@UiO-66-NH_(2)、R-MTZ@UiO-66-NH_(2)等MOFs材料进行表征。利用紫外-可见分光光度法(UV-vis)检测载药及缓释效率。结果1H-NMR结果证实用溶剂热法制备出药物载体UiO-66-NH_(2)。红外光谱、差示扫描量热法、氮气物理吸附-脱附表征结果表明,利用浸渍法成功将甲硝唑负载到UiO-66-NH_(2)孔道内。X射线衍射表征结果确定UiO-66-NH_(2)经过负载和缓释过程,晶体结构保持不变,骨架完整。紫外-可见分光光度法确定UiO-66-NH_(2)载药率为44.4%,在pH=7.4 PBS缓冲液(模拟人体血液pH环境)为体外缓释介质中,体外缓释时间长达83.5 h,缓释率为83.2%。结论实验结果证实,经UiO-66-NH_(2)负载后的甲硝唑体外缓释能力较纯甲硝唑体外缓释能力更强。UiO-66-NH_(2)可有效延长甲硝唑体外缓释时间,提高缓释效率,是一种具有潜在价值的药物载体。

UiO-66对盐酸环丙沙星的装载及抑菌效果

目的以金属有机框架材料UiO-66为载体对盐酸环丙沙星(ciprofloxacin hydrochloride,CIP)进行装载,考察其药物装载能力及对抑菌药物抑菌性的影响。方法分别以浸渍法和一锅法制备装载CIP的UiO-66(CIP@UiO-66),通过X射线衍射法(XRD)、红外光谱法(IR)、差示扫描量热法(DSC)、紫外分光光度法(UV)和扫描电镜(SEM)对CIP@UiO-66进行表征,并对其抑菌效果进行考察。结果一锅法制备的CIP@UiO-66为正八面体结构且晶型结构稳定,采用一锅法装载CIP比浸渍法载药率高,以UiO-66为载体装载CIP后可有效提高CIP的抑菌效果。结论为UiO-66作为一种良好的药物载体提供有力的依据。