新型水处理吸附剂的制备与应用—金属有机框架材料用于水体重金属(砷)的去除

摘要

受地球化学循环作用和近现代工业污染的影响,水体砷污染事件在我国乃至世界范围内频繁发生,亟需有效的污染控制技术和水处理剂.吸附作为兼具操作简单、处理效果好、成本低廉等特点的物化技术,应用最为广泛,但同时也面临着活性炭等常见吸附剂效率低、质量可控性差等缺点.本文采用新型多孔材料—金属有机框架材料(MOFs)作为吸附剂吸附去除水体重金属(砷),静态续批试验结果表明:吸附量,尤其是在低平衡浓度时的吸附量远远高于其它吸附材料,在10μg/L和0.5mg/g分别达到15.4和105mg/g;最适pH值在中性范围,在pH=8时达到最大吸附量;吸附速率较快;除PO43-外,其它共存阴离子对吸附作用影响较小;材料性质稳定、无金属离子泄漏、可用廉价原材料制备.FTIR,XPS,和Zeta电位分析表明电荷及氢键作用是导致砷在材料一维孔道内均匀分布的主要作用力.应用MOFs吸附水体重金属(砷)显示了材料良好的吸附特性并证实了使用金属有机框架材料吸附水体重金属的可行性及优越性.