Zn-MOF-74對Cd（Ⅱ）的吸附性能及機理研究

吳成晨 ，肖 瑜 ，吳 川 ，鄭 瀟 ，陳 釗 ，舒小華

（1.桂林理工大學廣西巖溶地區水污染控制與用水安全保障協同創新中心，廣西桂林541004；2.上海華峰超纖科技股份有限公司，上海201508）

近年來，隨著工業的發展，鎘污染事件頻繁發生，如何高效處理廢水中的Cd（Ⅱ）使其達標排放，成為環保領域亟待解決的問題。吸附技術由于具有速度快、效率高且易于應用的特點而得到廣泛采用。金屬有機骨架材料（MOFs）是一種新型的由金屬離子（或簇）和多齒有機配體形成的結晶多孔吸附材料，由于其具有巨大的內表面積和功能基團，在氣體分離、催化、藥物傳遞和傳感方面受到極高的關注〔1〕。與傳統的多孔固體吸附材料不同，MOFs孔徑參數可以調節，骨架構型多樣，具有暴露的活性位點且結構穩定。近年來，其在水處理方面也有應用，如去除水中的有機物〔2〕、砷〔3〕、重金屬離子汞〔4〕等，并取得了良好的處理效果。有關采用MOFs材料吸附處理水中Cd（Ⅱ）的研究卻鮮有報道。

本研究采用溶劑熱法合成了一種微孔介孔材料Zn-MOF-74，并用其吸附處理含鎘廢水，研究了其對Cd（Ⅱ）的吸附性能和吸附機理。

1 實驗材料和方法

1.1 實驗材料

試劑：甲醇、異丙醇、N'N-二甲基甲酰胺（DMF）、硝酸鎘、六水合硝酸鋅、2，5-二羥基對苯二甲酸（99.7%），均為分析純。實驗用水為去離子水。

儀器：Optima 7000 DV型電感耦合等離子發射光譜儀，pHS-3C型精密pH計，Nicolect Nexus 470 FT-IR型紅外光譜儀，JMS-7900型掃描電子顯微鏡，ZS90型Zate電位儀，G8910A型單晶衍射儀，BT100-1L型蠕動泵。

1.2 實驗方法

1.2.1 Zn-MOF-74的制備和活化

按照N.L.Rosi等〔5〕提出的合成路線制備Zn-MOF-74。將得到的晶體在99.8%的甲醇溶液中浸泡72 h，然后干燥24 h，再在80℃下烘干后轉入180℃的真空干燥箱中活化12 h，封存備用。……