磁性Zr基MOFs材料的合成及吸附水中磷的性能研究

作者：龚建康; 李国滔; 叶坪; 李声剑; 师睿; 王邦艳^*

来源：功能材料, 2023, 54(04): 4176-4188.

• 磁性MOFs材料
• 液相外延生长原理
• 磷酸盐
• 吸附法

基于液相外延生长原理，采用自组装法合成了磁性氨基功能化MOFs材料Fe3O4@NH2-UiO-6(Fe-NUiO(Zr)-005),对其进行了XRD、FTIR、SEM和BET等表征分析，研究了其在水体中对磷的吸附性能，探讨了吸附除磷的机理。结果表明，在Fe3O4上自组装生成了具有介孔结构的纳米磁性复合材料Fe-NUiO(Zr)-005,其比表面积大，稳定性高，该材料适应磷溶液的pH(3.0～9.0)宽，吸附效果良好，吸附过程符合Langmuir模型，饱和吸附量达71.94 mg·g-1。材料吸附磷的平衡时间为200 min,吸附过程符合伪二级动力学方程，且受到了多种机制的影响。在实际水环境和共存离子(Cl-、SO42-和NO-3)中应用时，吸附剂呈现出较强的抗干扰能力，其具有较高的吸附低浓度磷的潜力。材料能够循环使用至少5次，Fe-NUiO(Zr)-005在实现对磷的吸附去除的同时，可以非常便捷地通过外加磁场完成固液分离和回收利用，和非磁性的NUiO(Zr)相比，回收率提高49%。通过Zata电位，pH效应，吸附前后FT-IR等分析，Fe-NUiO(Zr)-005吸附除磷的过程为吸热的自发化学吸附反应，吸附机理主要涉及静电吸附和配体交换作用。研究结果对UiO类磁性材料的合成及其对水体中磷的吸附去除具有重要的指导意义。

• 出版日期2023
• 单位昭通学院; 化学化工学院