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重金属污染已经成为严重的环境问题之一,其中砷和镉被世界环境组织定为致癌物,长期暴露在低浓度含砷或含镉的环境中,会导致皮肤病、肾功能障碍等疾病。因此,水环境中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的去除成为科学家所关注的热点。本文利用溶剂热法制备了 MIL-101(Fe)材料和Fe3O4@MIL-101(Fe)复合MOFs材料,通过XRD、FT-IR、SEM、TEM 以及 TG/TGA 等测试手段对 MIL-101(Fe)以及Fe3O4@MIL-101(Fe)材料的物理化学性质进行表征分析,然后将上述制备的两种MOFs材料分别应用于水中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的吸附研究,显示出了很好的吸附效果。论文的主要内容及结果如下:(1)本文所合成的MIL-101(Fe)材料的BET比表面积为2736 m2 g-1,孔径为2.5nm,孔体积为0.75 cm3 g-1,高于一些同类的吸附材料,有利于吸附;MIL-101(Fe)材料在400℃左右才开始分解,热稳定性高;金属Fe具有空的3d轨道,有利于结合水中的As(Ⅲ)、Cd(Ⅱ);而Fe3O4@MIL-101(Fe)材料由于Fe3O4颗粒的引入,新增了氧化性和磁性,有利于回收,使其成为有潜力的重金属吸附剂。(2)当背景电解质为0.001 molL/1的NaHCO3时,MIL-101(Fe)对初始浓度为300μg L-1的As(Ⅲ)的最佳吸附率可达95.38%;但在广西水样中,As(Ⅲ)的吸附率仅能达到79.26%。在吸附实验中,PO43-和SiO32-对As(Ⅲ)的吸附产生竞争作用;HC03-、NO3-、Ca2+、Mg2+可促进 As(Ⅲ)的吸附。(3)Fe304@MIL-101(Fe)复合材料对初始浓度为300μgL-1的As(IⅢ)的最佳吸附率可达98.00%,但Fe3O4@MIL-101(Fe)应用于广西水样中,As(Ⅲ)的吸附率仅能达到 83.76%。在 Fe3O4@MIL-101(Fe)吸附水中 As(Ⅲ)的实验中,HCO3-、PO43-、Si032-对水中As(Ⅲ)的吸附有竞争作用;N3O-SO42-Ca2+、Mg2+可促进水中As(Ⅲ)的吸附。(4)Fe3O4@MIL-101(Fe)复合材料对初始浓度为5 mg L-1的Cd(Ⅱ)的最佳吸附率可达93.80%;但应用于工业废水中,Cd(IⅡ)的吸附率为85.23%。在Fe3O4@MIL-101(Fe)吸附水中Cd(Ⅱ)的实验中,HCO3-可促进水中Cd(Ⅱ)的吸附;而PO43-、SiO32-、Ca2+、Mg2+对Cd(Ⅱ)的吸附有竞争作用。(5)上述三个吸附反应都为自发、放热、熵减小的反应,符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型,As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)能被MIL-101(Fe)、Fe3O4@MIL-101(Fe)有效吸附。