纳米三氧化二铁@金属-有机框架复合材料的制备、调控、及砷去除和机理研究

基本信息
批准号:21761001
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:38.00
负责人:罗明标
学科分类:
依托单位:东华理工大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李婧嫄,宁漾,曾凯,张慧,熊杨杨,徐志良,柯麟,杨亚宣
关键词:
金属有机骨架水污染处理多孔材料纳米复合材料构效关系
结项摘要

Arsenic is a kind of metalloid which commonly exists in the environment. The accumulation of its chemical compound would seriously harm the health of human. Therefore, the issue of arsenic pollution was highly concerned in recent years. Among these removal method of arsenic, Iron oxides become one of the best candidates, because of their low-cost and easily separated property. But, such method suffers some restrictions such as its glomeration and poor mechanical strength, often leading to low removal efficiency. Thus, loading Fe2O3 on material surface is developed to increase removal efficiency. However, low porosity and surface area in material lead to insufficient sorption capacity. To solve such bottleneck problem, we propose an in-situ synthesis of Fe2O3@MOFs to remove arsenic. Dependent on the structure and pore features, we expect to adjust some important factors of resulted Fe2O3 particle such as particle size, pore size, morphology, and specific surface area, consequently, clarifying the structure-activity relationship and the regulation mechanism, and establishing a new strategy for arsenic removal.

砷是一种高毒性类金属元素,其化合物积累会严重危害人类健康,因而近年来砷污染问题受到高度重视。吸附除砷法中,铁氧化物因价廉易得、容易分离等优势使其成为研究者首选除砷方法,但铁氧化物颗粒易团聚,孔结构和机械强度差等问题限制了其吸附容量和除砷效率。由此,近年来不少研究者致力于将铁氧化物负载于具有孔性和大比表面积的材料表面,从而增加其表面活性区域,提高砷吸附容量。然而其负载材料孔性和比表面性能一般导致材料吸附容量有限。本项目针对该瓶颈问题提出原位合成Fe2O3@MOFs复合材料,将Fe2O3负载在孔径大小、结构可调且具有‘苯酚’特征的系列MOFs材料表面,并用于砷去除。通过MOFs孔径大小、结构实现调控Fe2O3的粒子大小、形貌、孔径大小、比表面积等性能,建立MOFs--Fe2O3 --As三者之间的调控机制,阐明构效关系,建立Fe2O3与MOFs协同去砷新策略。

项目摘要

本项目按项目申报书设想和任务书要求,设计和制备了具有“苯酚”功能团的5种MOFs基体材料,采用“苯酚-Fe”表面反应策略,成功原位、快速制备出了MOF-74@Fe2O3、UTSA-74@Fe2O3、UiO-66(OH)@Fe2O3、UiO-66(OH)2@Fe2O3和Zn2(olz)@Fe2O3共5种MOFs@Fe2O3新复合材料。多种表征技术表明,这些新型复合材料克服了纳米Fe2O3易团聚、结构变化小、比表面积小的难题,且复合纳米Fe2O3的反应原位、简单、快速。系统研究了5种MOFs基体和5种对应的复合Fe2O3材料对不同价态砷的吸附条件、吸附热力学和动力学,探究了质子化、去质子化、大孔及“苯酚”基含量对吸附砷的影响。为水溶液中砷的去除提供了理论依据,也证实了材料具有高效除砷的应用前景,完成了该项任务书中各项要求。项目资助发表SCI期刊2篇、核心论文3篇、参加学生会议3次、培养硕士1名及本科生3人,均已取得相应的学位。项目投入经费38万元,支出32.2277万元,各项支出基本与预算相符。剩余经费5.7723万元,剩余经费计划用于本项目研究后续支出。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

环境类邻避设施对北京市住宅价格影响研究--以大型垃圾处理设施为例

环境类邻避设施对北京市住宅价格影响研究--以大型垃圾处理设施为例

DOI:10.11821/dlyj020190689
发表时间:2020
4

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021
5

高压工况对天然气滤芯性能影响的实验研究

高压工况对天然气滤芯性能影响的实验研究

DOI:10.11949/0438-1157.20201260
发表时间:2021

罗明标的其他基金

批准号:21361001
批准年份:2013
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目

相似国自然基金

1

近红外光响应金属有机框架材料及纳米复合材料的制备及机理研究

批准号:21471001
批准年份:2014
负责人:牛和林
学科分类:B0502
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
2

磁性氧化物基稀土纳米复合材料的制备及其高效去除水中砷的研究

批准号:21607076
批准年份:2016
负责人:李瑛
学科分类:B0604
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

金属-有机框架/纤维素多孔复合材料的制备及其对水中污染物去除的研究

批准号:51672251
批准年份:2016
负责人:姚菊明
学科分类:E0211
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
4

超薄二维稀土-有机框架纳米材料的可控制备及其金属离子荧光探测机理研究

批准号:51602301
批准年份:2016
负责人:徐绘
学科分类:E0207
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目