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文献综述
1.研究背景及意义气凝胶是指用一定的干燥方式使气体取代水凝胶中的液相而形成的一种纳米级多孔固态材料,因此具有以气体为分散介质的三维网络结构。
基于气凝胶的纳米多孔结构,其常表现出特别的物理性质,例如:低密度、低导热率、低介电常数和高比表面积等,因此在导电材料、隔音隔热、吸附、催化、传感等诸多领域都有广泛的应用[1][2]。
金属有机骨架化合物(MOFs)主要是由金属离子与有机配体通过配位键自组装作用而形成的一种有机-无机多孔配合物,主要分为类沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)、网状金属有机骨架材料(IRMOFs)、莱瓦希尔骨架材料(MILs)、孔/通道式骨架材料(PCNs)等几类。
MOFs具有结构可调、孔隙率高以及比表面积大等特点,在吸附、催化、传感、载药、能量存储和转换等多个领域表现出巨大的应用前景[3][4],但单一的MOFs材料却有粉状、不易回收、稳定性差、机械强度低等缺陷[5]。
因此,通过将MOFs与一些有机物、无机物复合来制备气凝胶成为了一些研究者探索的方向,而多糖则成为近年来许多研究者的首选,这是因为天然多糖(包括壳聚糖、纤维素、海藻酸等)具有生物相容性好、可降解、成本低廉等突出优点[6][7]。
将天然多糖与MOFs复合制备出的复合气凝胶理论上不仅弥补了MOFs的各项缺点,而且增添了良好的机械性能和延展性能[8],同时还能赋予气凝胶一些特殊的功能。
21世纪以来,水污染已经成为全球关注的大问题,小到家庭饮用水的过滤,大到水污染灾区的治理,与我们的生活密切相关。
水中的悬浮固体物、重金属、溶解无机物和有机物、细菌微生物等是影响水质的主要原因,处理不当的话,很可能引起中毒,伤寒、甲肝等,严重时甚至造成致癌,因此水污染的防治不容轻视。
本课题拟制备羧甲基壳聚糖/ZIF-8复合气凝胶并研究其对水中污染物的吸附性能,以期得到一种吸附过滤性能较好的复合气凝胶。
