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MOF-Fe吸附Se(Ⅳ)的特性与机制研究

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水热法合成了MOF-Fe样品,研究了不同pH条件下MOF-Fe对亚硒酸根(Se(Ⅳ))的等温吸附和动力学吸附特性;基于吸附前后样品悬浮液的pH和Zeta电位、粉末样品的衰减漫反射红外光谱(ATR-IR)和X-射线光电子能谱(XPS),分析了MOF-Fe对Se(Ⅳ)的吸附机制.当吸附体系的初始pH分别为3.0、4.0和5.0时,样品对Se(Ⅳ)的Langmuir最大吸附容量(Qm)分别为0.690、0.534和0.538 mmol·g-1,3种pH条件下的吸附亲和力(b)表现为pH3.0＞pH4.0＞pH5.0.3种pH条件下,样品对Se(Ⅳ)的吸附都在20 min内趋于饱和,二级动力学方程对吸附动力学数据的拟合度(R2)均大于0.999,MOF-Fe吸附Se(Ⅳ)的内扩散过程可用Weber-Morris方程描述.当吸附体系初始pH为3.0时,MOF-Fe与Se(Ⅳ)之间的吸附作用机制主要为:配位不饱和Fe与H2SeO3之间的配位作用、脱羟基后的活性Fe与[O2SeOH]-的键合作用及单齿羧羰基氧与Se(Ⅳ)之间的氢键作用.当吸附体系初始pH为5.0时,MOF-Fe与Se(Ⅳ)之间的吸附作用机制主要为:Fe—OH与[O2SeOH]-的阴离子交换作用,[SeO3]2-破坏了桥式羧羟基Fe—O键并与Fe—OH发生阴离子交换作用形成双齿吸附态Se(Ⅳ)以及单齿羧羰基氧与Se(Ⅳ)之间的氢键作用.
The characteristics and mechanisms of selenite adsorption by MOF-Fe

王锐、许海娟、魏世勇、吴德勇

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湖北民族学院化学与环境工程学院,恩施445000

MOFs 吸附 亚硒酸根 pH 机制

国家自然科学基金国家自然科学基金

4156105321767009

2018

10.13671/j.hjkxxb.2018.0210

环境科学学报
中国科学院生态环境研究中心

环境科学学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.645
ISSN：0253-2468
年,卷(期)：2018.38(8)
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