【摘 要】
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染料的生产及印染废水的排放严重污染着水资源,导致水质恶化,且大部分染料毒性大,易致癌、致畸、致突变,对生态环境和人类健康的影响非常大。因此,开发简单、快速、高效的染料废水处理方法至关重要。本文合成了三种磁性金属-有机骨架材料:Fe3O4@SiO2/HKUST-l、Fe3O4@SiO2-Cu-BTC、ZIF-8@CoFe2O4,并将这三种材料作为萃取剂,萃取染料分子,净化水质,在外磁场作用下,达到固
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染料的生产及印染废水的排放严重污染着水资源,导致水质恶化,且大部分染料毒性大,易致癌、致畸、致突变,对生态环境和人类健康的影响非常大。因此,开发简单、快速、高效的染料废水处理方法至关重要。本文合成了三种磁性金属-有机骨架材料:Fe3O4@SiO2/HKUST-l、Fe3O4@SiO2-Cu-BTC、ZIF-8@CoFe2O4,并将这三种材料作为萃取剂,萃取染料分子,净化水质,在外磁场作用下,达到固液相快速分离。采用水热法制备了 Fe3O4磁性粒子,在其表面修饰一层SiO2壳层,将其投入到合成HKUST-1前驱体溶液中,运用镶嵌法制备了磁性Fe3O4@SiO2/HKUST-1复合材料,并对复合材料进行了结构、性质的表征,用于水中刚果红（CR）染料的有效移除。在pH为7的条件下,10 mg Fe3O4/HKUST-1对刚果红（32 mg.L-1,5mL）的饱和吸附量为49.5 mg·g-1,移除率为98%。Fe3O4@SiO2/HKUST-1在纯水及乙醇中均具备稳定的化学结构,对刚果红的吸附-脱附循环实验表明,材料经四次循环实验后,对染料的移除率仍保持到90%以上,具有较好的循环使用及磁性分离性能。在磁性粒子Fe3O4表面包覆SiO2,形成了具有稳定核壳结构的Fe3O4@SiO2微球,再与已制备的Cu-BTC金属-有机骨架材料混合,运用物理磁化法,超声制备了磁性Fe3O4@SiO2-Cu-BTC萃取剂。研究了其对刚果红染料的吸附行为,探讨了吸附剂用量、吸附时间、染料浓度、离子强度及pH等因素对实验结果的影响,并对其等温吸附模型、吸附动力学及热力学进行了拟合。吸附在Fe3O4@SiO2-Cu-BTC上的刚果红染料可以用乙醇进行洗脱,洗脱后的吸附剂可用于刚果红染料分了的循环吸附,至少可循环使用15次,吸附效果基本不变。水热法制备磁性粒子CoFe2O4,经聚乙烯吡咯烷酮（PVP）修饰,采用叠层法制备核壳ZIF-8@CoFe2O4复合材料,并对其结构和性质进行了表征,研究了其对刚果红及碱性红2（BR2）的吸附行为,探讨了吸附时间、染料浓度、pH等因素对实验结果的影响,并对其等温吸附模型及吸附动力学进行了拟合。该研究为其它稳定磁性核壳材料的设计合成与有效制备提供了有效途径。
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