项目名称: 新型MOFs材料的制备及其对青海藏毯印染废水的处理性能研究

项目编号: No.21461021

项目类型: 地区科学基金项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 佘世雄

作者单位: 青海大学

项目金额: 45万元

中文摘要: 藏毯产业是青海省充分利用资源优势而着力培育的新兴产业。关于其难处理印染污水问题,却鲜有研究报道,严重制约了产业发展。金属-有机骨架(MOFs)是一类新型染料废水处理材料,但是其稳定性和可将光响应能力还比较低,影响了该技术的推广应用。本项目以三棱柱构筑单元两步法,制备新颖构型MOFs材料。通过优化有机配体构型、设计穿插结构,增加材料稳定性;利用不同基团修饰,拓宽材料可见光响应能力;结合钛半导体光催化剂,设计制备钛基有机框架材料,并研究所得MOFs材料对藏毯印染废水的吸附和光催化处理性能。内容包括:研究材料对废水中染料分子、重金属离子和非金属离子的吸附能力;考察材料的脱附性能;建立吸附动力学模型;研究材料对废水的光催化性能;考察催化性能影响因素;探索反应机理。通过吸附动力学表征和光催化降解实验,揭示出材料的构效关系及优化条件,为实现藏毯印染废水实际处理奠定理论基础。

中文关键词: 金属有机骨架材料;构效关系;青海藏毯;印染废水处理

英文摘要: Tibetan carpet industry is a new and promising industry based on resource characteristic of Qinghai province. However, studies on its pollution treatment have not been reported till date, which seriously hampered the industrial development. Metal-organic frameworks (MOFs),is a new class of nanoporous materials that can quickly adsorp and/or photocatalytic degrade dyeing wastewater. But its stability and visible light response is still relatively low, limited the application of this technology, thus presenting a greater challenge in MOFs design. The present project intends to design new types of MOFs with specific configuration by using two-step modular approach which exploits preformed trigonal prisms, and then by optimizing the organic ligands configuration or designing interspersed structural to increase the material stability, by modifying the organic linker through different groups to tune the optical response of MOFs. In addition, through combination of the TiO2 photocatalysts with MOFs aims to develop Ti-MOFs. And then using these obtained materials to study their adsorption and photocatalytic degradation properties on the Qinghai Tibetan carpet wastewater treatment, including investigates the adsorption capacity of organic dyes, heavy metal ions and inorganic ions on MOFs, study their desorption properties and establish the adsorption kinetics models. Moreover, their photocatalytic performance and the influence factors will be tested, which finally helps to explore the reaction mechanism. These experiments are aiming to explore the structure-property relationship of MOFs and their optimize conditions. The work planned in the present project will provide theoretical basis for Qinghai Tibetan carpet dyeing wastewater treatment, which has great significance to achieve sustainable development of the Tibetan carpet industry and the HuangShui river environment protection.

英文关键词: metal-organic frameworks;structure-property relationship;qinghai tibetan carpet;dyeing wastewater treatment

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