微波辅助UIO-66的合成及应用

来源 :长春工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cctv2009_33894352
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金属-有机配位骨架材料(MOFs)是一类功能化的多孔材料,是由有机配体和金属离子自组装组成的配位聚合物。MOFs材料至今仍是科学家们感兴趣的材料,因其高的表面积和高孔隙率,在气体分离和储存,催化,主客体等方面具有广阔的应用前景。有些MOFs材料因为在水和有机溶剂中稳定性较差,限制了其应用的空间。而UIO-66由于具有较高的热稳定性(达500℃),化学稳定性,成为人们研究的热点。  然而,目前合成UIO-66的方法是溶剂热法,耗时长,温度高,对其良好的性质难以进行工业化应用。我们尝试以乙酸为稳定剂,通过微波辅助获得了一种快速合成高品质UIO-66的方法。该方法反应时间为90 min,反应温度为100℃。合成出四种不同的UIO-66,分别记作MW-BA-UIO-66、MW-HAC-UIO-66、Heating-HAC-UIO-66、MW-UIO-66。  通过粉末X射线衍射分析可知,四种方法制备的UIO-66的衍射峰的位置和相对强度与模拟XRD一致,说明我们合成的四种材料均是UIO-66。  通过热重分析可知,四种方法合成的UIO-66的热重曲线并没有发生明显的不同,热稳定性仍然很高,约为500℃,与文献值一致。  通过透射电镜可知:MWUIO-66是相互交联的不规则的小晶体的聚集体,而使用稳定剂的MWBA-UIO-66、MWHAC-UIO-66和HHAC-UIO-66都是形貌完整的呈现八面体形态的单分散的纳米粒子,粒径尺寸分别约为100 nm,250 nm,400 nm。HHAC-UIO-66粒径尺寸最大,这是由于传统加热的方法反应时间较长,导致结晶度高,粒径尺寸大。  通过N2物理吸附可知,MW-BA-UIO-66>MW-HAC-UIO-66>Heating-HAC-UIO-66>MW-UIO-66,说明使用添加剂和微波辐射有助于提高其比表面积。  以MW-HAC-UIO-66为吸附剂,以染料水溶液模拟工业废水,以酸性铬兰K为探针进行吸附实验,实验结果表明,MW-HAC-UIO-66对酸性铬兰K的吸附在180min左右达到饱和,其饱和吸附量达到150 mg/g,可重复使用性良好。
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