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作者:张留科;史焕鑫;薛怡然;高博;邢玉鲁;陈柠;马丙瑞;刘杰;赵宝秀;
单位:青岛理工大学环境与市政工程学院;
摘要:含Cr~(6+)废水引起的环境污染问题备受关注,金属有机框架(MOF)得益于其大比表面积和高孔隙率,已广泛应用于吸附Cr~(6+)。通过溶剂热法合成了尿素改性的N/MOF(Fe),研究了制备条件对Cr~(6+)的吸附性能的影响,并对N/MOF(Fe)进行结构表征和性能分析。结果表明:与MOF(Fe)相比,N/MOF(Fe)孔径和孔容增大,吸附能力和吸附速率均有提升。考察了吸附实验条件对N/MOF(Fe)吸附性能的影响,在Cr~(6+)初始浓度为5 mg/L,N/MOF(Fe)投加量为0.8 g/L,p H值为5.6,反应时间为40 min时,吸附率可达95.23%。建立了N/MOF(Fe)吸附Cr~(6+)的吸附动力学和热力学方程。结果表明:吸附过程符合二级反应动力学方程和Langmuir吸附等温模型,吸附反应是一个自发放热过程。通过自由基捕获实验,验证了·O_2~–的存在,根据XPS分析,证实了Cr~(6+)被·O_2~–还原为Cr~(3+),提出了N/MOF(Fe)吸附Cr~(6+)的原位吸附–还原联合作用机制。
关键词:金属有机框架;六价铬;吸附;尿素