不同孔径PPy/MIL-101Cr(Ⅲ)电活性膜的可控合成及其电控碘离子分离性能

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ashwingangel
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
碘作为人体必需的微量元素之一,对幼儿的生长发育起着至关重要的作用。碘与人类的健康息息相关,已被广泛应用于食用盐、医药、燃料、感光材料及化学试剂等方面。然而环境中的放射性碘会对人体健康以及空气、土壤、水体等人类赖以生存的生态系统造成的严重危害。因此,开发一种高效的提碘技术成为人们所关注的重点。金属有机框架(MOFs)材料具有孔隙率高、孔结构规则和比表面积较大等特性,在碘离子的分离领域已经得到了一些成果。然而,传统MOFs材料是通过吸附或沉淀来实现碘离子分离,这种方式难以实现碘资源的回收,而且存在分离效率低、吸附速率慢和易造成二次污染等问题。因此,本论文将MOFs材料用于一种环境友好且快速高效的离子分离技术,即电控离子交换(ESIX)技术,并研究了其对碘离子的选择性分离性能。由于MOFs材料较差的导电性和稳定性,在ESIX技术中的应用受到了限制。因此,本论文将MOFs材料的纳米孔道中引入导电高分子聚合物,使其在分子尺度进行复合,不仅可以利用聚合物的粘合作用提高MOFs材料的稳定性,而且可以在MOFs材料的纳米孔道中同时构建电子、离子传输通道,解决MOFs材料难以在ESIX技术中应用的难题。此外,通过导电聚合物对MOFs材料孔径的精密调控,利用ESIX技术和MOFs材料的孔径筛分效应实现碘离子的高效选择性分离。针对目标离子碘离子,本研究采用吡咯(Py)单体浸渍和原位氧化聚合的方法将导电高分子聚合物聚吡咯(PPy)填充到MIL-101Cr(Ⅲ)晶体的纳米孔道中,通过调节MIL-101Cr(Ⅲ)@Py的干燥时间来控制MIL-101Cr(Ⅲ)纳米孔道中Py的含量,充分调节PPy/MIL-101Cr(Ⅲ)复合材料的比表面积、孔隙率、亲疏水性及导电性等性能,实现了对不同孔径PPy/MIL-101Cr(Ⅲ)纳米复合材料的可控合成。利用N2吸附-脱附等温线表征发现PPy/MIL-101Cr(Ⅲ)复合材料在不同干燥时间下的比表面积和孔径分布图呈现阶梯性变化,进一步表明了PPy填充了在MIL-101Cr(Ⅲ)纳米孔道中,达到了对PPy/MIL-101Cr(Ⅲ)复合材料孔隙结构的精密调控。随后本研究对一系列可控合成的PPy/MIL-101Cr(Ⅲ)复合材料在ESIX提取碘的应用中进行了研究分析。结果表明,PPy/MIL-101Cr(Ⅲ)复合膜具有良好的电化学性能并对碘离子有较好的ESIX性能。在50 mg·L-1的碘化钾溶液中,对复合膜施加0.6 V电压时,PPy/MIL-101Cr(20 min)复合膜对碘离子的电化学吸附容量为80.4 mg·g-1且吸附过程符合拟一级动力学模型。在经过5次吸脱附循环过程后,PPy/MIL-101Cr(20 min)复合膜对碘离子的电化学吸附性能下降了46%左右,同时复合膜对碘离子展现出良好的选择性,分离因子分别可达9.24(I-/F-)和4.15(I-/Br-)。因此,本研究制备的PPy/MIL-101Cr(Ⅲ)复合膜在提取碘的领域中具有潜在的应用价值。此外,这一方法也为其他MOFs材料的设计提供了有价值的指导意义,并为探索其应用开辟了新的途径。
其他文献
玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenee)是近年来新疆玉米生产上发生最重、危害最大的害虫,其已称为目前制约新疆玉米产业持续健康发展最为突出的植保问题之一。而开展玉米品种的抗螟性鉴定及田间配套应用技术研究对于玉米螟绿色防控及化学杀虫剂减施增效具有重要意义。为此,本文在初步开展新疆47个主栽玉米品种抗螟性差异评价的基础上,继续通过田间自然感虫法及室内饲喂处理完成抗虫水平系统鉴定,并在
曲线曲面造型方法,作为计算机辅助几何设计(CAGD)中的关键研究课题之一。本论文在此课题下,做了一些创新和拓展:含参数曲线曲面、含参数曲线矩形域曲面拼接以及含参数三角域曲面的绕角点拼接等,主要研究内容如下:(1)为解决Bézier曲线不可以进行形状修改的缺陷。给出一种扩展方法:给基函数添加形状参数,得到带形状参数的四次λα-Bézier曲线。分析四次λα-Bernstein基函数的性质,给出四次λ
学位
“碳中和”理念的提出使得新能源接入电网成为趋势,与此同时也对电网稳定性产生了更多的影响,例如新能源经串联补偿技术和经直流输电并网引起的次同步振荡问题。本文以目前广泛采用的双馈风电场为研究对象,重点分析了风电场经VSC-HVDC并网系统次同步振荡机理,主要研究内容叙述如下:(1)建立风电场经直流输电并网系统次同步振荡数学模型。主要包括风电场系统模型、柔性高压直流输电系统模型以及并联RLC支路数学模型
现代社会的快速发展,对于现代教育质量的要求越来越高。提高乡村学校教学质量,保障乡村教育的协调发展,是现代教育公平的发展趋势。为促进乡村学生的全面发展,我国政府颁布如《乡村振兴计划2015-2020》等多项政策,全面提高乡村学校的办学质量。本研究是对山西省乡村初中体育教师工作环境进行调查,了解山西省乡村初中教师对工作环境各方面的满意度,进而提出改进山西省乡村初中体育教师工作环境的相应建议。本研究以山
牛副结核病是由副结核分枝杆菌引起的一种慢性肉芽肿性肠炎,以顽固性腹泻、进行性消瘦、肠粘膜增厚并形成皱襞等特征。该病是B类动物疫病,我国已将其归为Ⅱ类动物传染病,属于动物检疫病。本病已广泛流行于世界各国,我国的发病率也呈上升趋势,近年来,规模化牛场已陆续爆发此病,目前该病尚无特效药,严重影响着我国乃至全世界养牛产业的健康发展。目前可供参考的新疆地区牛副结核病相关的流行病学调查的数据较少,本研究通过血
《见证山西》一书记录了中国共产党1919年至2006年在山西的革命历程,本次翻译实践选取该书的前三个章节作为翻译实践任务,即“伟大的开端”、“国民革命怒涛涌”和“逆境中的苦斗”这三章,这一部分主要讲述了中国共产党从1919年至1930年这一时期在山西的革命斗争情况。该书属于社科类文本,用严谨而简洁的语言记述了大量的史实,其中很多表达蕴含着丰富的历史文化信息,体现了深厚的历史背景,如何将这些信息准确
超级电容器由于其具有高功率密度和与各种能量转换设备集成的能力,是当前和未来能源工业不可或缺的一部分。电极材料为超级电容器的核心部分,其对超级电容器的电化学性能起着关键影响,因此对高性能电极材料的研究成为目前的研究热点。在众多电极材料中,NiCo_2O_4、CoMoO_4由于其理论比电容高、循环性能好,是非常具有研究意义及实际应用价值的电极材料。本论文选取NiCo_2O_4、CoMoO_4为研究对象
在现代传播媒介发展变迁的过程中,传统戏曲这种面对面的传统传播方式开始逐渐式微,而艺术形式天生需要“被观看”的特性,驱使传统戏曲在现代与新兴媒介,新兴元素相融合,形成与主流欣赏群体相匹配的模式。然而,在日新月异的传播媒介和传播方式的变革中,戏曲的现代改进被不同文化进行改变与塑造,反而在多数时候失去了本身的艺术特质。对于传统戏曲在现代传播媒介中的适应、形变和后期传播一直是现代研究者所关注的一环。而动漫
随着锂离子电池在高端电子设备及电动汽车领域的应用,其安全性、成本高、锂储量低及低温性能差等问题日益明显。钠离子电池由于与锂离子电池具有相同的工作机理,且自然界中钠资源储量丰富,受到了广泛的关注。由于钠离子比锂离子半径较大,用于锂离子电池的石墨类负极难以储存钠。因此,开发具有高容量、高稳定性及安全性的钠离子电池负极材料具有重要的研究意义。锑由于具有较高的理论比容量(660 m Ah g-1)和适中的
随着经济与制造技术的蓬勃发展,汽车保有量逐年增加的同时,全球交通事故数也逐年增加。为提升道路安全水平,减少人为因素导致的交通事故的发生,各企业及高校对驾驶员状态的研究也越来越深入。目前,大部分驾驶员状态识别研究没有考虑不同驾驶员个性化特点且缺乏结合交通心理学的综合研究,因此本文从开展驾驶员驾驶初始情绪研究开始分析,对驾驶员个性化负荷特征提取方法进行研究。并考虑在日益发展的自动驾驶技术中驾驶员角色的