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MIL-101(Fe)的优化制备及其对硝酸盐的吸附机制研究 被引量:2

Study on optimization preparation of MIL-101(Fe) and its adsorption mechanisms for nitrate
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摘要 采用溶剂热法,制备金属有机骨架(MOFs)材料MIL-101(Fe)吸附去除水中的NO_(3)^(-),利用Box-Behnken响应面法对MIL-101(Fe)的合成条件进行了优化,设定FeCl3投加量、TPA投加量及合成时间3个影响因素,建立了NO_(3)^(-)吸附量与各因素之间的二次多项式模型,确定了MIL-101(Fe)的最优合成条件,并利用SEM-EDS、FTIR和BET等方法对吸附材料进行了表征.同时,通过静态吸附实验,探究了MIL-101(Fe)投加量、吸附时间、溶液pH值对材料吸附性能的影响.结果表明,MIL-101(Fe)吸附NO_(3)^(-)的最优条件为:MIL-101(Fe)投加量0.2 g,pH=8.0,温度15℃,NO_(3)^(-)初始浓度30 mg·L^(-1),吸附时间120 min,在此条件下NO_(3)^(-)的吸附量为12.12 mg·g^(-1),吸附率达80.80%.吸附过程符合拟二级动力学模型、颗粒内扩散模型和Langmuir吸附等温模型.MIL-101(Fe)对NO_(3)^(-)的吸附作用主要体现为以静电作用和Cl-与NO_(3)^(-)之间的离子交换作用为主的化学吸附. The solvothermal method was used to prepare MIL-101(Fe),a type of MOFs material,to adsorb NO_(3)^(-)in water.The synthesis conditions of MIL-101(Fe)were optimized using Box-Behnken response surface method.FeCl3dosage,TPA dosage,and synthesis time were set as the impacting factors.The quadratic polynomial model was constructed to describe the relationship between NO_(3)^(-)adsorption rate and the impacting factors.Subsequently,the optimal synthesis conditions of MIL-101(Fe)were determined.The physicochemical properties of MIL-101(Fe)were characterized by SEM-EDS,FTIR,and BET.The effects of MIL-101(Fe)dosage,adsorption time,and solution pH on NO_(3)^(-)adsorption were investigated.The results showed that the adsorption capacity of MIL-101(Fe)for NO_(3)^(-)was 12.12 mg·g^(-1)with the removal rate of 80.80%under the optimized conditions at a dosage of 0.2 g,pH=8.0,15℃,an initial NO_(3)^(-)concentration of 30 mg·L^(-1),and a 120-min adsorption time.The pseudo-second-order kinetic model,Weber-Morris model,and Langmuir isotherm adsorption model better described the adsorption process.The adsorption of NO_(3)^(-)in water by MIL-101(Fe)was mainly via electrostatic interaction and ion exchange between Cl-and NO_(3)^(-).
作者 王健 苏冰琴 权晓慧 常占坤 李瑞 WANG Jian;SU Bingqin;QUAN Xiaohui;CHANG Zhankun;LI Rui(College of Environmental Science and Engineering,Taiyuan University of Technology,Jinzhong 030600;Municipal Engineering Graduate Education Innovation Center of Shanxi Province,Jinzhong 030600)
出处 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期147-159,共13页 Acta Scientiae Circumstantiae
基金 国家自然科学基金(No.22008167) 山西省自然科学基金(No.201801D121274)。
关键词 溶剂热法 MIL-101(Fe) 响应面优化 硝酸盐 吸附机理 solvothermal method MIL-101(Fe) response surface optimization nitrate adsorption mechanism
  • 相关文献

参考文献11

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二级参考文献26

共引文献31

同被引文献14

引证文献2

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