【摘 要】
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印染和制造业的快速发展,使得大量的染料废水没有经过经适当处理就直接排放到环境中,染料渗入水中之后会导致植物和动物死亡。工业染料的毒性不仅给环境造成严重的污染,而且对人体和自然界的生物有害。样品前处理是现代分析技术必不可缺的重要环节。由于分析样品基质复杂、目标分析物含量低、加上受到分析仪器检测限、灵敏度性能等的限制,迫切需要对分析样品进行前处理。传统的样品前处理方法又目前存在着很多的瓶颈问题,如吸附
【基金项目】
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国家自然科学基金(No.21575115, 21327005, 21565022); 教育部“创新团队发展计划”和长江学者奖励计划(No.IRT-16R61); 甘肃省创新创业人才项目(No.2014-RC-39); 甘肃省生物电化学与环境分析重点实验室;
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印染和制造业的快速发展,使得大量的染料废水没有经过经适当处理就直接排放到环境中,染料渗入水中之后会导致植物和动物死亡。工业染料的毒性不仅给环境造成严重的污染,而且对人体和自然界的生物有害。样品前处理是现代分析技术必不可缺的重要环节。由于分析样品基质复杂、目标分析物含量低、加上受到分析仪器检测限、灵敏度性能等的限制,迫切需要对分析样品进行前处理。传统的样品前处理方法又目前存在着很多的瓶颈问题,如吸附效率低、吸附材料重复利用效率低、选择性差等。因此,选择一种高效且简便的方法用以样品前处理是一项非常有意义的研究。随着科研工作的逐渐深入,材料科学在生物,环境,食品和药物,能源等方面的影响日益凸显。材料的发展既推动着科研的进步,也直接或间接的影响着人们的日常生活。材料是人类发展史上生存和发展的物质基础。自21世纪开始,新合成并发展起来的多孔纳米材料,如共价有机骨架(Covalent Organic Framework)材料,因其具有较大的孔隙率、高的比表面积、灵活可控的孔结构、还可以目的性引入功能化的结构单元等优点,不仅在材料领域取得了较大的成就,而且在化学领域也掀起了巨大的研究浪潮。本文以COFs材料为核心,通过多角度性能分析综合评价所制备材料的性能,研究了不同COFs材料对染料的吸附性能。后续该工作主要分为以下两个部分:(1)室温下球形COFs的合成表征及在吸附中性红方面的研究COFs的合成过程所需要的条件一般都比较高,基于此,本文在室温下合成了球形COF-V,将其用做有机染料中性红的吸附剂,并研究其吸附行为。材料具有高的孔隙率和比表面积、结晶度较高、良好的热稳定性。通过对不同吸附时间下染料的紫外吸收强度,研究了COF-V对中性红吸附特征。研究了外界因素如p H和离子强度对吸附过程的影响,之后还探究了COF-V对中性红的吸附动力学,发现吸附过程更符合二级动力学过程。本实验建立的方法绿色高效,在吸附水样中有机染料方面具有良好的应用前景。(2)共价有机骨架TRIPTA的水热合成表征及在吸附亚甲基蓝方面的研究本文利用水热法合成了COF-TRIPTA,然后将COF-TRIPTA做为吸附剂来处理染料亚甲基蓝,并研究了吸附特征。材料具有高的孔隙率和比表面积。我们讨论了不同酸碱度和离子强度对吸附过程的影响,结果表明,随着p H逐渐增大,吸附能力也逐渐增加,但是总体的吸附效率保持在95%以上,证明我们所合成的材料吸附性能受p H的影响较小,可用于宽p H范围下染料废水的处理。随着共存离子浓度的增加,发现COF-TRIPTA对MB的吸附量有所减少,说明COF-TRIPTA吸附MB的性能受盐度的影响很小,可以用于含有盐的亚甲基蓝废水的处理。本实验证明,COF-TRIPTA在吸附亚甲基时对外界要求很小,是一种良好的吸附材料。
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