【摘 要】
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染料和药物因其在工业和医疗等行业被大量使用,导致其在水中的含量急剧上升,严重威胁了水体环境和人类健康。因此,急需采取一种高效简便的水处理技术来解决这一难题。MOF（金属有机骨架材料）因其具有超高的比表面积、可调的孔径、易于修饰的孔表面等优点,在污染物吸附领域展现出了巨大的应用潜力。然而,MOF在实际的水处理应用中具有固液分离困难以及在水相中不稳定的局限性。针对MOF在吸附过程中的缺点,本文以高化学
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染料和药物因其在工业和医疗等行业被大量使用,导致其在水中的含量急剧上升,严重威胁了水体环境和人类健康。因此,急需采取一种高效简便的水处理技术来解决这一难题。MOF（金属有机骨架材料）因其具有超高的比表面积、可调的孔径、易于修饰的孔表面等优点,在污染物吸附领域展现出了巨大的应用潜力。然而,MOF在实际的水处理应用中具有固液分离困难以及在水相中不稳定的局限性。针对MOF在吸附过程中的缺点,本文以高化学稳定性和水动力稳定性的D201大孔阴离子交换树脂为载体,通过与不同MOF进行原位合成,制备出了三种具有高吸附性能的MOF/D201新型复合吸附剂,并对水中的双氯芬酸钠（DCF）和酸性橙7（AO7）进行了吸附。主要研究内容和结果如下:（1）首先,采用水热合成法制备MIL-101（Fe）/D201、MIL-88A/D201和HKUST-1/D201复合材料。通过XRD和FTIR测试发现,MIL-101（Fe）/D201、MIL-88A/D201和HKUST-1/D201出现了与各自单一MOF相对应的主要特征峰,表明复合吸附材料初步合成成功。通过SEM测试对三种复合材料的微观形貌进行了观察分析,发现D201大孔树脂的加入并没有破坏MOF的原有结构;与单一的MOF相比,在D201大孔树脂内部的MOF分散度提高并且粒径较小。氮气吸附-脱附数据表明,三种复合吸附材料都具有较高的氮气饱和吸附量。通过BET分析,发现三种MOF/D201复合材料的BET表面积均大于250 m~2/g;还可以看出MIL-101（Fe）/D201和HKUST-1/D201是具有微孔和大孔的多孔材料,MIL-88A/D201是具有介孔和大孔的多孔材料。（2）在不同吸附影响因素下,对比了MOF/D201复合材料和单一MOF的吸附量,发现MOF/D201复合材料的吸附量均高于单一MOF。MIL-101（Fe）/D201在50 m L的DCF（80 mg/L）中的最适添加量为0.5 g/L,去除率高达98.3%。MIL-88A/D201和HKUST-1/D201在50 m L的AO7（100 mg/L）中的最适添加量分别为0.5 g/L和0.4 g/L,去除率分别高达94.6%和90.4%。经实验发现,升温以及酸性条件会更有利于MOF/D201吸附剂对DCF和AO7的吸附,而且干扰离子的种类及浓度对吸附的影响程度不大。（3）MIL-101（Fe）/D201、MIL-88A/D201和HKUST-1/D201的吸附过程均遵循准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型。吸附热力学模型表明,MIL-101（Fe）/D201、MIL-88A/D201和HKUST-1/D201的吸附均为自发、吸热和熵增加的过程。（4）经过6次吸附再生实验后,MIL-101（Fe）/D201、MIL-88A/D201和HKUST-1/D201仍然保持着较高的去除率,说明制备的MOF/D201吸附剂具有优异的可再生利用性。
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