含开放金属位点MIL-101(Cr)掺杂的混合基质膜制备及其CO2分离性能

以结构中含有开放金属位点的MIL-101（Cr）作为填料与3种不同的聚合物复合制备了混合基质膜,从填料结构、聚合物性质及填料-聚合物界面状况等角度对混合基质膜的CO₂分离性能进行了分析。结果表明,由于MIL-101（Cr）较大的孔道尺寸以及结构中开放金属Cr（Ⅲ）位点与CO₂分子间的Lewis酸碱作用,其掺杂能够同时显著提高PSF膜的CO₂通量及分离因子。而当聚合物渗透性及选择性较高时,MIL-101（Cr）的掺杂仅提高了气体通量,CO₂分离因子则略有降低。当聚合物分子链柔性较大时,MIL-101（Cr）的表面孔道会被分子链堵塞,造成混合基质膜气体通量的显著下降。     

MIL-101(Cr)催化单过硫酸氢钾降解罗丹明B

采用水热合成法制备金属有机骨架材料MIL-101(Cr),以MIL-101(Cr)为催化剂催化PMS产生SO~-_4·降解RhB。采用SEM、EDS及XRD对制备的MIL-101(Cr)进行表征,表征结果证明成功合成了MIL-101(Cr);对照试验证明MIL-101(Cr)具有催化活性;反应条件试验说明MIL-101(Cr)催化性能受催化剂投加量、氧化剂投加量和pH的影响;循环使用试验证明MIL-101(Cr)具有一定的循环使用性。当MIL-101(Cr)投加量为0.6 g/L、PMS投加量为0.5 g/L、pH值为6.5时,RhB的降解率可达93.3%。     

GO@MIL-101的制备及其对水中Cr（Ⅵ）的去除

通过水热法制备了掺杂氧化石墨烯（GO）的金属有机框架GO@MIL-101,并考察了GO掺杂量对GO@MIL-101形貌和性质的影响规律。GO的掺杂影响了MIL-101晶体的形成过程。随着GO掺杂量的增加,GO@MIL-101晶体的完整性降低、粒径减小,团聚现象越发显著。GO@MIL-101能够有效去除溶液中的Cr（Ⅵ）,该过程符合拟二级动力学方程。由Langmuir吸附等温线拟合得到的最大吸附量与GO掺杂量有关,在2%[相对于Cr（NO₃）₃·9H₂O质量]时达到最大,这与此时GO@MIL-101同时具有较大的比表面积和较大的孔体积有关。Cr（Ⅵ）的去除过程伴随着溶液中NO₃^-浓度的升高以及pH的下降,电荷平衡计量分析表明MIL-101和GO@MIL-101对Cr（Ⅵ）的去除机制相同,主要依靠MIL-101的离子交换作用,并且所去除的Cr（Ⅵ）以CrO₄^2-形式存在于固相中。     

MOF-808/MIL-101(Fe)的制备及其光催化性能

利用溶剂热法制备复合型MOF-808/MIL-101(Fe)光催化剂。使用罗丹明B(RhB)作为目标污染物，通过调节不同MOF-808的负载量探究MOF-808/MIL-101(Fe)复合材料光催化性能与负载量之间关系。结果表明，在MOF-808质量分数为7%时，在可见光下其对RhB的光催化降解率可达95%以上，再生循环5个周期，光催化剂的去除率仍然维持90%以上，良好的循环稳定性源于复合材料的构建能有效地抑制电子和空穴的复合。通过XRD、FT-IR、UV-vis和TGA等一系列表征手段对复合物的物相组成、热稳定性、光生电荷分离率和光学性质等进行分析，复合材料的构建相较于单一类型的光催化剂有效地提高了光生电子的分离效率，在降解有机染料RhB方面表现出优异的性能。通过自由基捕获实验研究催化过程中可能存在的活性物种，实验表明超氧自由基和空穴是主要的活性物种，基于以上实验和表征提出了可能的光催化机理。     

含开放金属位点MIL-101(Cr)掺杂的混合基质膜制备及其CO_2分离性能

以结构中含有开放金属位点的MIL-101(Cr)作为填料与3种不同的聚合物复合制备了混合基质膜,从填料结构、聚合物性质及填料-聚合物界面状况等角度对混合基质膜的CO_2分离性能进行了分析。结果表明,由于MIL-101(Cr)较大的孔道尺寸以及结构中开放金属Cr(Ⅲ)位点与CO_2分子间的Lewis酸碱作用,其掺杂能够同时显著提高PSF膜的CO_2通量及分离因子。而当聚合物渗透性及选择性较高时,MIL-101(Cr)的掺杂仅提高了气体通量,CO_2分离因子则略有降低。当聚合物分子链柔性较大时,MIL-101(Cr)的表面孔道会被分子链堵塞,造成混合基质膜气体通量的显著下降。     

ZnS—红磷复合材料的制备及其光催化性能研究

通过水热法制备了ZnS-红磷(ZnS-HRP)复合材料。选择罗丹明B(RhB)和Cr(Ⅵ)为模型污染物,分别考察了ZnS-HRP复合材料的光氧化和光还原性能。结果表明,ZnS-HRP复合光催化剂的光氧化和光还原性能均随着ZnS含量的增加先升高后降低。当ZnS的质量分数为5%时,ZnS5-HRP复合光催化剂展现出最强的光氧化和光还原性能,其在40 min内对RhB和Cr(Ⅵ)光降解率分别达到99.2%和99.7%,降解速率分别是HRP的3.3倍和20.5倍。对光催化机理的进一步研究表明,HRP与ZnS复合后,光响应性增强,电子云密度增加,光生电子和空穴分离,从而提高了HRP的光催化能力。表明ZnS5-HRP是一种比较稳定、高效的、具有一定应用前景的可见光光催化剂。     

海绵铁处理Cr(Ⅵ)试验研究

水体中Cr（Ⅵ）浓度是衡量水质污染指数的重要指标,本研究采用新型水处理材料海绵铁处理Cr（Ⅵ）。试验表明,海绵铁对Vr（Ⅵ）有较好的去除效果,通过再生可以重复使用,消耗量很小,利用海绵铁处理含Cr（Ⅵ）废水是完全可行的。     

MIL-101Cr-F/Cl用于N2O的捕集研究

氧化亚氮（N₂O）是仅次于CO₂和CH₄的第三大温室气体,对其捕集具有资源回收和减排温室气体的双重价值。本文通过添加氢氟酸和盐酸合成了末端具有不同阴离子的MIL-101Cr材料：MIL-101（Cr）-F和MIL-101（Cr）-Cl,通过XRD、BET、SEM等对样品进行了表征,测试并分析了两种样品对N₂O和N₂的吸附性能,进行了选择性和吸附热的计算以及混合气体的穿透模拟。研究结果表明,MIL-101（Cr）-Cl拥有目前最高的N₂O吸附容量（6.43 mmol/g,298 K）和N₂O/N₂选择性（267）,混合气体（N₂O/N₂=0.1%/99.9%）穿透模拟结果显示MIL-101（Cr）-Cl具有更加优异的微量N₂O捕获能力。     

微生物修复Cr(Ⅵ)污染作用机制及研究进展

铬及含铬的复合污染环境问题日益突出,生物修复技术处理铬污染场地具有应用潜力。本文剖析了微生物吸附、吸收、转化及外排Cr（Ⅵ）等作用机制;结合当前的污染场地状况,概述了多因子复合胁迫下生物去除Cr（Ⅵ）的研究现状,指出金属离子和氧阴离子胁迫对细胞生长代谢及Cr（Ⅵ）的去除产生复杂影响,成为当前的研究热点;论述了在复合污染条件下利用生物修复技术去除Cr（Ⅵ）的研究进展。提出当前生物修复铬污染场地技术,正经历着由突破功能型菌株选育向探索生物解毒机制的转变,以现有认知可以证实生物去除Cr（Ⅵ）核心技术的应用潜力;限制生物修复技术发展的瓶颈在于修复成本和技术载体等工艺本身问题,在今后的研究中有必要给予足够的关注,以推动生物修复技术走向应用。     

Cu2＋、Zn2＋对玻璃弹簧负载型P／TiO2光催化还原Cr（Ⅵ）的影响研究

金属铬[Cr（Ⅵ）]是一种很常见的重金属污染物,在电镀、冶金、化工等一些加工行业废水中含量很大。Cr（Ⅵ）具有很强的致癌性和毒性,消除水体中Cr（Ⅵ）污染的研究具有重要的意义。本实验在低温条件下用双氧水制备了P／TiO2溶胶,并将其负载于玻璃弹簧上,形成负载型P／TiO2光催化剂。在紫外光照下,该催化剂光催化还原Cu2＋和Cr（Ⅵ）共存溶液或Zn2＋和Cr（Ⅵ）共存溶液中的Cr（V1）时,随着Cu2＋或Zn2＋浓度的增大Cr（Ⅵ）的还原率先增加后下降;在Cu2＋浓度为O．004mol／L时或Zn2＋浓度为O．0025mol／L时,Cr（VI）的还原率最高。     

污水处理用介孔结构MIL-101(Cr)-125Ti的制备及其BPA吸附研究

选择Cr(NO_3)_3·9H_2O与对苯二甲酸为原料,通过溶剂热处理方法制备得到MIL-101(Cr)及MIL-101(Cr)-125Ti,利用SEM、TEM、XRD等对其形貌和结构进行表征,对比了不同吸附剂添加量、溶液p H及温度参数引起的MIL-101(Cr)-125Ti吸附能力变化。结果表明,相对于MIL-101(Cr),MIL-101(Cr)-125Ti粒径尺寸显著增大,可以获得对BPA的更强吸附能力;MIL-101(Cr)-125Ti中同时形成了结晶相与非晶相两种组织形态; MIL-101(Cr)-125Ti大部分孔径接近6.1 nm,说明MIL-101(Cr)-125Ti属于一种介孔结构; MIL-101(Cr)的比表面积更小,形成了更大的孔径。经过对BPA去除率的影响试验结果确定了最优的参数:吸附剂质量浓度为0.75 mg/m L、溶液p H为5、溶液温度为35℃。     

不同异位修复工艺对高浓度铬渣污染土壤中Cr的去除特性

以我国某铬盐厂的两种不同污染特性铬渣污染土壤（A土和B土）为研究对象,探讨了三种异位修复工艺（淋洗、稳定化、湿法解毒）去除铬渣污染土壤中总Cr和Cr（Ⅵ）的效果,并采用改进BCR顺序提取法分析了不同修复工艺对土壤中各形态Cr的去除效果。实验结果表明,三种异位修复工艺对铬污染土壤中Cr（Ⅵ）的去除效果为湿法解毒 > 稳定化 > 淋洗,湿法解毒工艺对A土、B土中Cr（Ⅵ）的去除率分别高达83.26%、92.94%;对铬污染土壤总铬去除效果最佳的是异位淋洗工艺,异位淋洗工艺对A土、B土总铬消减分别达54.87%、80.16%。异位淋洗工艺实现了对水溶态Cr（Ⅵ）、酸溶态Cr（Ⅵ）的泥水分离,是总铬消减的主要原因;稳定化工艺和湿法解毒工艺降低了土壤pH,促进了水溶态Cr、酸溶态Cr及可还原态Cr向可氧化态Cr的转化,因此土中总Cr并未发生显著消减。高浓度铬渣污染土壤经三种异位修复工艺处理后,A土Cr（Ⅵ）仍然残留736.6 mg·kg^-1,B土Cr（Ⅵ）仍然残留245.47 mg·kg^-1,酸溶态Cr的残留是导致三种工艺修复Cr（Ⅵ）效果受限的主要原因。     

MIL-101(Cr)-SO_3H含量对PEMFC用PES-C质子交换膜性能的影响

采用水热方法制备得到MIL-101(Cr),经过磺化处理生成含磺酸基的MIL-101(Cr)-SO_3H,再将其掺入酚酞侧基聚芳醚砜(PES-C)内,获得PES-C/MIL-101(Cr)-SO_3H质子交换膜,测试了PES-C膜的显微组织形态、吸水率及其对质子的传导能力。结果表明,MIL-101(Cr)-SO_3H形成了和MIL-101(Cr)相同的特征峰,在磺化反应阶段试样依然保持了完整的晶体结构。制得了具有致密组织的PES-C膜,并且其表面达到了较光滑的状态,添加MIL-101(Cr)-SO_3H后的PES-C膜则形成了粗糙表面组织。且随着MIL-101(Cr)-SO_3H含量的增加,PES-C膜表面形成了更多MIL-101(Cr)-SO_3H颗粒,粗糙程度越发的明显。随着去离子水温度的增加,PES-C膜的吸水率和溶胀度增加,获得了更强传导质子的能力。未添加MIL-101(Cr)-SO_3H的PES-C膜达到了最小吸水率,提高MIL-101(Cr)-SO_3H填充量后,PES-C膜吸水率持续增大,表现出更强的质子传导能力。     

Ag@MIL-68(Fe)的制备及含铬废水高效去除性能研究

利用材料自身多孔性及比表面积大的特点,本文采用溶剂热方法合成一种典型金属有机骨架材料(MOFs),MIL-68(Fe)。为进一步改善MIL-68(Fe)的催化效果,采用硼氢化钠还原法合成Ag@MIL-68(Fe)(记作Ag@MFe)复合光催化剂。并通过XRD、FTIR等分析手段对其结构和光电性能进行测试。首次利用Ag@MFe实现可见光驱动还原重金属Cr(Ⅵ)并且表现出优异的光催化性能,其中Ag负载量为1.5%时活性最佳。     

L酸/B酸可调的磺酸功能化MIL-101(Cr)材料催化葡萄糖脱水 制备5-羟甲基糠醛

以九水合硝酸铬和单磺酸钠对苯二甲酸为原料,水为溶剂,采用水热法合成系列磺酸功能化MIL-101（Cr）,通过调节反应温度和时间,合成不同Lewis/Brönsted催化位点比例的磺酸功能化MIL-101（Cr）,采用PXRD、EDX、SEM、ICP-AAS及BET比表面积分析等技术对材料进行综合表征,并研究磺酸功能化MIL-101（Cr）催化葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛的催化活性。催化反应动力学研究结果表明,MIL-101（Cr）-SO₃H中的Cr（Ⅲ）作为葡萄糖异构化反应的Lewis酸位点,－SO₃H作为果糖脱水反应的Brönsted酸催化位点,当催化剂的Brönsted酸和Lewis酸的摩尔比为1.1时,150℃下反应,5-羟甲基糠醛的选择性最高可以达到47.15%,5-羟甲基糠醛的产率最高达到46.0%。     

MIL-101(Cr)开式吸附性能实验

采用水热合成法制备水热稳定金属有机骨架MIL-101(Cr),基于太阳能吸附式空气取水选取不同的实验工况,将MIL-101(Cr)、细孔硅胶作为研究对象,相对湿度控制在50%、温度范围5～45℃条件下,测试并对比了MIL-101(Cr)与细孔硅胶的吸附性能。实验表明,35℃、50%RH条件下,吸附过程进行1000min,MIL-101(Cr)水吸附量为22.05g/100g,其吸附量相比细孔硅胶提高93%左右;当系统平衡时,MIL-101(Cr)有效平均吸附速率相比细孔硅胶提高120%左右。此外,在相对湿度（RH）50%、温度范围5～45℃条件下,MIL-101(Cr)的平衡吸附量在11.40～23.47g/100g之间。在所控温度下,MIL-101(Cr)在25℃时平衡吸附量最大,在5℃时平衡吸附量最小,25℃时MIL-101(Cr)的平衡吸附量相比5℃时提高106%左右。该实验可以为四季工况不同温度下MIL-101(Cr)用于太阳能吸附式空气取水提供基础数据。     

介孔铁镁复合氧化物对Cr（Ⅵ）的吸附性能

以铁镁复合草酸盐为前驱体制备了介孔铁镁复合氧化物材料,采用扫描电子显微镜、透射电镜、孔隙化学吸附分析仪等对产物进行了表征。将介孔铁镁复合氧化物应用于水体中Cr（Ⅵ）的吸附,考察了吸附条件对其去除Cr（Ⅵ）效果的影响,探讨了吸附的热力学和动力学规律。结果表明：获得的铁镁复合氧化物为纳米晶构筑的介孔材料,比表面最高达157...     

磁性金属有机框架材料制备及吸附性能研究

利用简单的溶剂热法合成了MIL-101（Fe）/CoFe₂O₄和MIL-101（Fe）/NiFe₂O₄磁性金属有机框架纳米复合材料。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、振动磁强计（VSM）、热重分析仪（TGA）和紫外可见分光光度计（UV）等对复合材料的相结构、形貌、磁性能和吸附性能进行了研究。将磁性金属有机框架材料用于吸附污水中罗丹明B（RhB）,研究了罗丹明B初始质量浓度对复合材料吸附能力的影响。结果表明,制备的磁性金属有机框架复合材料的形貌均匀、结晶度高,具有高的饱和磁化强度。复合物具有金属有机框架材料和磁性材料的双重优点。MIL-101（Fe）/CoFe₂O₄对罗丹明B有较高的吸附能力（97.3 mg/g）。热力学研究发现吸附等温方程符合Langmuir模型,吸附动力学研究表明吸附机制与吸附质和吸附剂有关。磁性金属有机框架纳米复合材料作为污水处理剂将具有广阔的应用前景。     

MIL-101(Fe)的合成条件优化及罗丹明B催化降解

通过溶剂热法合成了拉瓦锡材料研究所骨架材料(Materials of Institute Lavoisier, MILs)中的MIL-101(Fe)材料,将其应用于活化过二硫酸盐(PDS)降解罗丹明B(RhB),并优化了反应物配比、合成温度、合成时间等制备条件,优化后的MIL-101(Fe)催化活性得到有效提升。同时探究了MIL-101(Fe)/PDS体系催化降解RhB的最佳反应条件,在初始ρ(RhB)=10 mg/L、PDS投加量为6 mmol/L、催化剂投加量为0.2 g/L、初始pH=3、t=25℃的条件下,t<20 min, RhB去除率即可达到100%。     

Z型异质结C3N4/WO3光催化还原处理含Cr（Ⅵ）废水的研究

光催化技术处理含铬废水存在降解速率慢、外加有机牺牲剂等问题,限制了其实用化。设计构建了Z型异质结光催化剂C₃N₄/WO₃并用于处理含铬（Cr）废水,Z型异质结结构保证了其在可见光驱动下的光生载流子的有效分离,同时兼具WO₃的强氧化性和g-C₃N₄的强还原性;利用水或牺牲剂消耗光生空穴,可有效提升其对Cr（Ⅵ）的光还原效率和速率。在以甲醇为牺牲剂时,光反应36 min内可将Cr（Ⅵ）完全去除。通过对pH和催化剂用量的优化,无牺牲剂的体系中光还原反应50 min即可达到98.37%的降解率。