赵瑨云,胡家朋,刘瑞来,林皓,付兴平.化学通报,2021,84(1):75-80.
La-金属有机骨架化合物的制备及其除氟性能研究
Fabrication of La-MOFs Adsorbents and Its Fluorine Removal Performance
投稿时间:2020-07-14  修订日期:2020-08-19
DOI:
中文关键词:  MOFs材料  除氟  吸附剂  动力学  热力学
英文关键词:MOFs materials  Defluorination  Adsorbent  Dynamics  Thermodynamics
基金项目:国家自然科学基金项目(51406141)、福建省自然科学基金项目(2019J01829、2019J01830、2020J01412、2020J01414)和南平市基金项目(2019J06)资助
作者单位E-mail
赵瑨云 福建省生态产业绿色技术重点实验室 武夷学院生态与资源工程学院 武夷山 354300  
胡家朋 福建省生态产业绿色技术重点实验室 武夷学院生态与资源工程学院 武夷山 354300 22402414@qq.com 
刘瑞来 福建省生态产业绿色技术重点实验室 武夷学院生态与资源工程学院 武夷山 354300  
林皓 福建省生态产业绿色技术重点实验室 武夷学院生态与资源工程学院 武夷山 354300  
付兴平 福建省生态产业绿色技术重点实验室 武夷学院生态与资源工程学院 武夷山 354300  
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中文摘要:
      采用水热合成法制备La-MOFs吸附剂,通过扫描电镜、红外光谱、X-射线粉末衍射和N2吸附-脱附曲线对La-MOFs吸附剂的结构和形貌进行表征,并研究其对水溶液中氟离子的吸附特性。La-MOFs吸附剂为毛线团状球形结构,最可几孔径为15.84nm,比表面积为16.95m2/g。吸附氟离子后形成了氟化镧晶体。考察了硝酸镧与2-氨基对苯二甲酸质量比(LN/AA)、反应温度和反应时间等因素对La-MOFs吸附水中氟离子的影响。结果表明,在LN/AA=4:3、DMF反应温度130℃、反应时间24h、甲醇热处理温度120℃条件下,La-MOFs吸附容量达到最大值43.1mg/g。La-MOFs吸附剂对氟离子的吸附动力学遵循准二级动力学反应模型,吸附反应为多级控制过程;相比于Langmuir模型,La-MOFs吸附剂对氟离子的吸附更加符合Freundlich模型,该吸附过程为放热反应,温度越高越有利于吸附。
英文摘要:
      La-MOFs adsorbents were fabricated by hydrothermal method, and the structure and morphology of prepared La-MOFs adsorbents were analyzed by scanning electron microscope, fourier transform infrared spectroscopy, X-ray powder diffraction and N2 adsorption-desorption isotherms. The La-MOFs adsorbents were woolen spherical structure with the most pore size of 15.84 nm and specific surface area of 16.95 m2/g and lanthanum fluoride crystals were formed after adsorption of fluoride ions. The effects of parameters, such as mass ratio of lanthanum nitrate and 2-aminoterephthalic acid, reaction temperature and time, etc. on fluoride adsorption by the La-MOFs adsorbents were investigated. When LN/AA=4:3, DMF reaction temperature 130℃, reaction time 24 h and methanol reaction temperature 120℃, the adsorption capacity of La-MOFs reaches the maximum value of 43.1 mg/g. The pseudo-second-order has been found suitable for describing the kinetics process of the fluoride ions absorption on the La-MOFs adsorbent while the net rate can thus be sequentially controlled in a multi-stage condition. The fitness of adsorption data by Freundlich model was superior to Langmuir model. The adsorption process is an exothermic reaction, and increasing the temperature is beneficial to the adsorption process.
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