电化学沉积法制备ZIF-8及其对四环素的吸附

摘要：

ZIF-8的常用合成方法包括水/溶剂热法、机械研磨法、微波辅助法和超声法等.本实验采用"绿色"、批量、快速的电化学沉积法制备ZIF-8,同时研究导电盐十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)质量浓度对ZIF-8形貌及其吸附降解四环素性能的影响.研究结果显示,当2-甲基咪唑(2-MI)与DTAB质量浓度比为10:3时制得的ZIF-8对四环素吸附效果最好,可达到340.8 mg·g-1,其吸附过程符合伪二级动力学模型和Langmuir等温线模型.根据Langmuir等温线模型,计算Gibss自由能变(△G0＜0)、焓变(△H0＞O)和熵变(△S0＞0),说明吸附过程为吸热、趋于无序的自发过程,并且是一个以物理吸附为主的物理化学吸附.本文利用金属有机骨架材料的光催化性能,实现了紫外光照射下ZIF-8对四环素的光催化降解.同时,通过3次循环实验,对ZIF-8的重复利用性进行了探究,其吸附量分别为175.44、165.83、139.19 mg·g-1,结果表明ZIF-8具有良好的重复利用性.探讨了不同pH对吸附效果的影响,当4＜pH＜8时,其吸附效果最佳,而当pH ＜4或pH ＞8时都会使其吸附效果变差.通过对ZIF-8进行PXRD、TGA、BET、FTIR、Zeta电位等表征,提出ZIF-8对四环素的吸附机理包括但不限于静电相互作用、氢键作用以及π-π堆积作用.ZIF-8在吸附去除水体中的四环素方面具有很大的应用潜力,同时ZIF-8可利用紫外光照射进行再生,表现出其优越的可持续循环利用性.

关键词：ZIF-8、四环素、吸附、电化学沉积

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资助基金：国家自然科学基金;北京市属高校高水平教师队伍建设支持计划长城学者培养计划;北京市属高校高层次人才引进与培养计划和创新团队与教师职业发展计划;北京百千万人才项目

在线出版日期：2021-07-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：581-592