不同载体对MIL-100材料染料吸附性能的影响
由于全球工业的发展，水体污染变得越来越严重。染料是水体中主要污染物之一，主要被用于皮革、纸张、绘画、塑料和纺织等行业。每年都会以700000吨的速度生产大约 100000 种染料，其中的 2 %以废水的形式排放到水体中。这些废水中含有大量有害的有机物和有毒物质，会对鱼类和其他水生生物造成危害。有些染料具有致癌性，并可能引起急性或慢性疾病。
近年来，我国染料工业快速发展，由于染料工业生产工艺流程长，大量的染料及其副产物都以废水的形式排入水中，水环境污染已成为人类面临的一个亟需解决的问题。染料污水处理的方法主要包括物理法、化学氧化法和生物处理法，其中物理法中的吸附法由于其操作简单、无二次污染、价格低廉，被广泛用于工业废水的处理之中。吸附剂一般具有比表面积大、吸附容量大、选择性良好、制备价格低廉、良好的再生性能、化学稳定性好等特征。MOF材料由于其较大的比表面积、较高切可调的孔隙率、结构组成多样，在物理吸附研究领域被广泛关注。
金属有机骨架MIL-100(Fe)材料是一种性能优秀的MOF材料。等离子体是独立于固态、液态和气态之外物质存在的又一种基本形态。它是由中性原子、原子被电离出的电子、原子被剥夺部分电子后形成的离子，以及原子团被电离后产生的正负基团组成的离子化气体状物质。其中冷等离子体技术能够营造一种特殊的化学环境，一方面体系中的电子具有足够高的能量使反应物分子激发、电离，另一方面反应体系温度能一直保持在低温或者接近室温。这种在热力学方面表现出的非平衡性质使其在催化材料制备和改性领域有着重要的应用价值。本次研究主要针对不同的等离子体处理条件下金属有机骨架MIL-100(Fe)材料对不同染料吸附性能的影响，通过对比研究实验，在不同底物浓度（本次实验以罗丹明B、亚甲基蓝、甲基橙为模型底物）、不同PH、不同温度及有无负载基团（本次实验以氨基为样本）的条件下进行对比实验，找出对于不同染料最适宜的吸附条件，从而对吸附法染料污水处理工艺进行修正改良，以达到减少工业生产成本的目的。
金属有机骨架材料 （metal organic frame-works,MOFs)，也称为多孔配位聚合物，是一类通过无机金属离子或金属簇和有机配体的自组装形成的配位聚合物材料。其中金属离子可以看作是构成网络框架的节点，使用较为普遍的金属离子是低价态的过渡金属。除此之外，还包括一些碱金属、稀土金属、以及高价态过渡金属。在金属离子配位反应中，通过控制金属离子与有机配体反应的摩尔比例，不同的金属可以具有不同的配位数，这样就会得到不同的几何骨架结构。正是由于金属离子和有机配体的多样性，MOFs材料可以根据期望目标设计成为具有不同物理化学性质的空间结构。
此外，MOFs凭借其丰富的拓扑结构、内部不饱和金属位点、以及具有较大孔洞的配位聚合物和同沸石等材料相似的内部空间结构等特点，在离子交换、催化、气体吸附、能源储备等领域有广阔的发展前景。目前MOFs的制备方法主要有水热（溶剂热）合成法扩散法，微波合成法，机械化学合成法，快速合成法等。MOFs材料由于其比表面积大、不饱和金属位点等优秀性能受到国内外研究者的广泛关注。
2002 年，Yaghi团队首次报道通过采用延长有机配体的方法合成多级孔MOFs 材料。在以八面体状的Zn-O-C晶簇和配体对苯二甲酸连接形成 IRMOF-1材料的基础上，设计使用一系列具有不同线性长度和尺寸结构的二元羧酸作为有机配体来制备MOFs材料。
Huo等使用MIL-100(Fe)对孔雀绿溶液进行了吸附实验，与MIL-53、MIL-101、活性炭等材料相比，MIL-100(Fe)展现了良好的吸附效果，在初始质量浓度为200mg/L和300mg/L的孔雀绿溶液中，平衡吸附量分别为95.4mg/g和141mg/g。对实验数据进行了动力学及吸附等温线的拟合分析，结果表明MIL-100(Fe)对亚甲基蓝的吸附符合二级动力学及Freundich吸附等温线模型。
Haque组将MIL-53(Cr)和改性后的MIL-101用于吸附水中的甲基橙，研宄了孔尺寸及静电作用对染料吸附量的影响，表明MIL-101相比MIL-53(Cr)对MO有着更好的吸附效果，且经过乙二胺改性和质子化后MIL-101对MO的吸附效果最佳，最大吸附量是活性炭的17倍，可达194mg/g。2013年，本实验组报道了同构的MIL-100(Fe,Cr)对阴离子染料甲基橙和阳离子染料亚甲基蓝的吸附能力。结果发现，MIL-100(Fe)对MB和MO出现协同吸附，对MO的最大吸附量可达1045.2mg/g，而MIL-100(Cr)对MB出现选择性吸附，在低浓度混合吸附时，可吸附100％的ＭＢ和仅8％的MO，说明了材料的金属中心对染料吸附效果有着极大的影响。
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