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华南师范大学学报(自然科学版)2025年第02期:低共熔溶剂调控制备NH_2-MIL-125(Ti)纳米晶体及其阳离子染料吸附性能

来源:期刊VIP网 时间:


作者:谭秀娘;花宇星;信俊卿;周燕;

单位:广西民族大学化学化工学院;林产化学与工程国家民委重点实验室;广西高校光电化学生物传感与分子识别重点实验室;

摘要:对比传统溶剂热法制备得到NH_2-MIL-125(Ti)微米晶体(m-NMT),采用氯化胆碱和甲醇组成的低共熔溶剂作为传统溶剂热法的添加剂,调控制备了一系列具有不同尺寸、富含氧空位和配体缺陷、亲水性更强的NH_2-MIL-125(Ti)纳米晶体(n-NMT)。将该材料应用于水中阳离子染料罗丹明B(RhB)、孔雀石绿(MG)以及由阴、阳离子染料组成的混合染料的吸附,对RhB和MG的吸附结果进行了动力学拟合,进一步研究RhB初始浓度、RhB溶液pH对NH_2-MIL-125(Ti)吸附性能的影响以及n-NMT-53对RhB的循环吸附性能。结果表明:NH_2-MIL-125(Ti)材料对水中阳离子染料RhB和MG的吸附均符合准二级动力学模型,n-NMT表现出比m-NMT更优异的吸附性能。n-NMT-53对RhB和MG的准二级吸附速率常数k_2分别为18.14×10~(-2)和7.41×10~(-3) g/(mg·min),分别是相同条件下m-NMT(1.11×10~(-2)和1.76×10~(-3) g/(mg·min))的16.3倍和4.2倍。298.15 K下,n-NMT-53对RhB的饱和吸附量(79.87 mg/g)是m-NMT(34.03 mg/g)的2.3倍,并且n-NMT-53对RhB的高效吸附具有广泛的pH适用范围和良好的循环稳定性。n-NMT-53在混合染料中能够高效选择性吸附阳离子染料RhB和MG,对阴离子染料甲基橙的吸附效果较差。RhB在n-NMT-53上的高效吸附过程主要通过氢键相互作用、π-π相互作用以及金属Ti~(4+)的协同作用来实现。该研究提出了一种简便合成NH_2-MIL-125(Ti)纳米晶体吸附剂的新方法,对于高效染料吸附及水处理应用具有重要意义。

关键词:低共熔溶剂;;NH_2-MIL-125(Ti)纳米晶体;;吸附;;阳离子染料

基金资助:国家自然科学基金项目(22263001);; 广西民族大学引进人才科研启动项目(2020KJQD10)