ZIF-8@SA对Pb(Ⅱ) 的吸附性能和机理研究_第1页
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文档简介

背景介绍沸石咪唑骨架材料ZIF-8

是一种比表面积大、热稳定性和化学稳定性好的金属有机骨架材料。且ZIF-8

结合了金属有机骨架材料和天然沸石的优点，理论上对Pb(

Ⅱ)

具有很好的吸附去除效果。但粉末状的ZIF-8

不易从水中分离，限制了其在水处理中的应用。海藻酸钠(SA)是一种天然高分子材料，与传统吸附材料相比，具有生物相容性好、来源广、成本低和易回收的特点。经常被制备成微球，应用于催化、载药和水处理等方面。以海藻酸钠为载体，将ZIF-8

与海藻酸钠复合成微球可有效解决粉末状ZIF-8

难从水中分离的问题。文章亮点1.

以海藻酸钠(SodiumAlginate，SA)

为前驱体，将沸石咪唑骨架材料ZIF-8

加入SA

中，制备出ZIF-8@SA

复合材料；2.

ZIF-8@SA

对Pb(

Ⅱ)的等温吸附过程符合Langmuir

模型，为单层吸附，

303.15K

时，理论最大吸附量为330.364mg/g，吸附动力学过程符合拟二级动力学模型，ZIF-8@SA

对Pb(

Ⅱ)

的吸附过程是自发的、吸热的；3.

ZIF-8@SA

可循环使用，是一种理想的吸附材料。内容简介1

实验部分1.1

主要仪器和试剂1.2

ZIF-8的制备1.3

ZIF-8@SA的制备1.4

吸附实验2

结果与讨论2.1

XRD分析图1为ZIF-8和ZIF-8@SA的XRD图。从图中可以看出，ZIF-8的XRD衍射谱与文献报道的结果相一致。衍射峰强度很强，说明合成的ZIF-8的结晶度高。ZIF-8@SA的衍射谱中出现了ZIF-8的特征衍射峰，只是ZIF-8的衍射峰强度有所减弱，这是由于所合成的ZIF-8@SA中的ZIF-8含量有限导致的。因此，ZIF-8与SA复合成ZIF-8@SA后，ZIF-8的晶体结构并不受影响。2.2

XPS分析采用XPS对吸附前后的样品ZIF-8@SA进行表征分析。ZIF-8@SA吸附Pb(II)前后的XPS全谱如图2a所示。2.3

接触时间和Pb(II)初始浓度对ZIF-8@SA吸附Pb(II)效果的影响2.4

吸附剂用量对吸附去除效果的影响2.5

吸附等温线模型2.6

吸附动力学研究2.7

吸附热力学研究温度通过影响吸附过程的瞬态动力学来影响吸附的平衡趋势。因此，从热力学角度对吸附机理进行研究是非常必要的。图8a为温度对ZIF-8@SA吸附Pb(II)的影响。从图中可以看出，随着温度的升高，ZIF-8@SA对Pb(II)的吸附量增大。2.8

吸附剂的循环使用性分析3

结论ZIF-8@SA复合材料对Pb(II)表现出良好的吸附性能。ZIF-8@SA对Pb(II)的吸附等温线符合Langmuir模型，为单层吸附。303.15

K时，理论最大吸附量为330.364mg/g。ZIF-8@SA对Pb(II)的吸附过程符合拟二级动力学模型，吸附过程比较稳定，且在240min时达到吸附平衡。在实验温度条件下，ZIF-8@SA对Pb(II)的吸附是一个吸热过程

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