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本论文以亚磷酸、β-丙氨酸以及甲醛为原料通过类Mannich反应合成出了一种多功能型有机膦酸β-丙氨酸-N，N-双亚甲基膦酸，简写为AMTPA，分子结构中含有能与金属离子进行配位的亚氨基和羧基。以ATMPA及氧氯化锆为反应原料采用氟络合法制备出了一种新型的二维窗口状有机膦酸锆β-丙氨酸-N,N-双亚甲基膦酸锆，分子式为Zr5C5H19NO32P8，简写为ZrNCP。ZrNCP材料呈现出规整的叶片状形貌，且叶片上分布着大量的不同孔径的微介孔孔道，孔径分别集中在0.72nm和2.37nm左右，组成了类似0.72 nm×2.37 nm大小的窗口。由于ZrNCP分子结构中的亚氨基及羧基能与金属离子发生配位作用可能形成稳定的六元环，本论文对ZrNCP材料的催化及吸附性质进行了研究。
以ZrNCP材料为载体通过离子交换法制备出了负载Fe3+的催化剂ZrNCP-Fe3+，经ICP分析得知制备催化剂ZrNCP/Fe3+时存在适宜的反应时间及温度。运用XRD、SEM、XPS等手段对ZrNCP/Fe3+进行了表征。然后将制备出的催化剂应用到40％的甲醛水溶液的光催化氧化反应中，发现反应时间为4.0h，反应温度为70-80℃之间时甲醛转化率达到90.1％，比未加催化剂的空白实验中的甲醛的转化率高近40％。催化剂ZrNCP-Fe3+在甲醛水溶液的光催化氧化中具有显著的催化效果。
以ZrNCP材料为吸附剂对水中的不同半径的相同价态的五种金属阳离子Mg2+、Zn2+、Mn2+、Cd2+、Pb2+进行了吸附研究。考察了不同初始浓度、温度及不同初始pH值这三个变量下ZrNCP对上述这五种金属离子的吸附行为。并对吸附后的样品进行了XRD、SEM、XPS等表征。对比上述五种金属阳离子在不同条件下的平衡吸附量(mmol/g)发现，随着金属阳离子半径的增大，主体材料ZrNCP对这五种金属离子的最大平衡吸附量呈现递减趋势。