磁性金属有机骨架材料(MOF)Fe3O4-COOH@MIL-101(Cr)的制备及其吸附/催化协同作用去除新型污染物尼泊金甲酯

作者：蒋琦; 章涵; 王俊二; 杨旎妮; 沈昊宇^*; 胡美琴; 成瑾瑾

来源：环境化学, 2020, 39(10): 2937-2946.

• 磁性MOF复合材料
• 尼泊金甲酯
• 新型污染物
• 吸附富集
• 催化降解

采用溶剂热法合成了羧基功能化Fe3O4磁性微球Fe3O4-COOH,进一步与金属有机骨架材料MIL-101(Cr)复合,得到磁性MOF复合材料Fe3O4-COOH@MIL-101(Cr).通过X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、洛伦兹透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)等手段对其进行了组成、结构、形貌、磁性等表征,并研究了其吸附和富集新型污染物尼泊金甲酯(MPB)的性能,进一步以H2O2为氧化剂,考察了MPB在该材料上富集后的催化氧化降解性能.通过考察溶液pH值、MPB初始浓度、吸附温度、吸附时间、体系中H2O2浓度等影响因素,初步研讨了吸附/降解机理.结果表明, Fe3O4-COOH@MIL-101(Cr)平均粒径约为100 nm,饱和磁化强度为10.1 emu·g-1.对MPB的等温吸附线符合Langmuir模型,吸附热力学研究表明,吸附过程为自发进行的吸热熵增的过程.吸附动力学研究表明,吸附过程符合准二级动力学模型,吸附活化能Ea为46.48 kJ·mol-1;将吸附后的材料加入氧化剂H2O2,采用类Fenton反应可以实现MPB在可见光下降解.在pH 3.0—8.0, 45 min内可以实现MPB近100%降解,较普通Fenton反应体系有更宽的pH适用范围.且材料可循环使用,是有优异潜力的水中MPB绿色吸附与降解材料.

• 出版日期2020