Page 183 - 精细化工2019年第9期

第 9 期 何云鹏，等: H 6 P 2 W 18 O 62 /MIL-101(Fe)材料的制备及其吸附性能 ·1911·

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法 、光催化法 、电解法 、吸附法 等。其中吸 1.2 方法
附法具有设计简单、成本较低、操作简单、无二次 1.2.1 H 6 P 2 W 18 O 62 的合成 [10]
污染以及吸附剂可再生等优点，被广泛应用于废水 称取 50 g Na 2 WO 4 ·2H 2 O（0.15 mol）于三颈烧
的处理。 瓶中，加入 60 mL 蒸馏水使其溶解，用恒压滴液漏
金属有机骨架（Metal-organic frameworks，简 斗逐滴加入 35 mL 质量分数为 85%的浓磷酸，在 120 ℃
称 MOFs）是一种由金属离子与有机配体通过桥联 下回流 8 h。冷却后用盐酸酸化，乙醚萃取，收集下
而形成的具有三维结构的新型多孔材料，具有结构 层油状物，微热蒸出乙醚，室温下干燥后备用。
可调、大的比表面积、开放的金属位点、结构组成 1.2.2 MIL-101(Fe)的合成 [11]
多样性等优点。MOFs 在吸附去除水中的有毒有害 称取 0.675 g（2.5 mmol）六水合氯化铁和 0.206 g
污染物方面展现出广阔的应用前景，由于大部分 （1.2 mmol）对苯二甲酸于 15 mL DMF 中，超声 30 min。
MOFs 对水敏感，利用 MOFs 进行废水处理必须寻 将溶液转移至 25 mL 反应釜中，在 110 ℃下水热反
找或构建水稳定的 MOFs 吸附剂。杂多酸是由两种 应 20 h。反应完冷却后分别用 DMF 和甲醇洗涤产
或两种以上无机含氧酸缩合而成的多元酸的总称， 物，在 80 ℃下真空干燥 10 h。
是一类含氧桥的多酸配位化合物。它在催化、吸附 1.2.3 H 6 P 2 W 18 O 62 /MIL-101(Fe)的合成
等方面展现出优异的性能。杂多酸具有大量杂多阴 称取 0.675 g（2.5 mmol）六水合氯化铁和 0.206 g
离子，电荷低，可作为金属离子的配体，具有独特 （1.2 mmol）对苯二甲酸于 15 mL DMF 中，超声
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的配位能力 ，可以得到结构稳定的材料。但是杂 30 min，加入 0.4 g H 6 P 2 W 18 O 62 ，超声 20 min。将溶
多酸存在比表面积小，易溶于水不便回收等局限性。 液转移至 25 mL 反应釜中，在 110 ℃下水热反应 20 h。
近年来，人们将 MOFs 与杂多酸复合得到具有稳定 反应完冷却后分别用 DMF 和甲醇洗涤产物，在
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结构的复合材料，例如：K 4 PW 11 VO 40 @MIL-101 、 80 ℃下真空干燥 10 h。
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H 6 P 2 W 18 O 62 @MOF-5 、H 6 P 2 W 18 O 62 @UiO 等。 1.2.4 吸附实验及重复利用
本工作 采用 溶剂热 法 将 Dawson 型磷钨酸 取一定量的 MB 溶液于玻璃瓶中，吸附剂
H 6 P 2 W 18 O 62 与金属有机骨架 MIL-101(Fe)复合，制 H 6 P 2 W 18 O 62 /MIL-101(Fe)的质量浓度为 0.5 g/L，溶
得吸附剂 H 6 P 2 W 18 O 62 /MIL-101(Fe)，并用于对亚甲 液每搅拌 5 min 离心去除吸附剂，通过分光光度计
基蓝的吸附处理。以期得到在工业染料废水处理方 测试其吸光度并计算吸附量。实验过程中探讨了
面具有很好的应用前景的复合材料。 MB 质量浓度、溶液 pH、H 6 P 2 W 18 O 62 负载量对吸附
性能的影响。
1 实验部分 吸附剂在 MB 溶液中完成吸附后，离心出溶液

中的吸附剂，用水和甲醇体积比 1∶1 的溶液洗涤数
1.1 试剂与仪器
次，洗脱 MB，把所得吸附剂在 80 ℃下真空干燥
二水钨酸钠（Na 2 WO 4 ·2H 2 O）、浓磷酸（H 3 PO 4 ）、
10 h，进行下一次重复利用实验。
六水合氯化铁（FeCl 3 ·6H 2 O）、N,N-二甲基甲酰胺
（DMF）、甲醇（CH 3 OH）、乙醚，AR，国药集团化
2 结果与讨论
学试剂有限公司；HCl，AR，中国平煤神马集团开
封东大化工有限公司；对苯二甲酸（H 2 BDC），AR， 2.1 表征结果
天津市大茂化学试剂厂。 2.1.1 XRD 分析
S-3400N 型扫描电子显微镜，日本 Hitachi 公司； 用 X 射线粉末衍射(XRD)分析了合成物质的相
纯度和结晶性质，结果见图 1。图 1 中所制备
D8 Advance X 射线衍射仪，德国 Bruker 公司，Cu K α
辐射，工作电压为 40 kV，电流为 30 mA，扫描范 MIL-101(Fe)的特征衍射峰与文献中相似 [12] 。图 1 中
围 2θ=5~70；5700 型红外拉曼光谱仪，美国 Nicolet H 6 P 2 W 18 O 62 在 2θ=7~9° 处的特征衍 射峰最强，
公司，KBr 压片法；ASAP2020HB 型比表面积分析 2θ=26°~30°处的特征衍射峰强度其次，2θ=17~21
仪，美国麦克公司；KQ-100E 超声波清洗器，昆山 和 32°~36处的特征衍射峰最弱，符合 Dawson 型杂
市超声仪器有限公司；pHS-25 pH 计，上海精密科 多酸结构 [10] 。图 1 中复合物 H 6 P 2 W 18 O 62 /MIL-101(Fe)
学仪器有限公司；722 s 分光光度计，上海分析仪器 的特征衍射峰与 MIL-101(Fe)类似，保持 MIL-101(Fe)
总厂；DUG-9036A 电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏 的晶型，没有出现明显的 H 6 P 2 W 18 O 62 的特征衍射峰，
实验有限公司；TGL-16WS 高速台式离心机，金坛 可能因为 H 6 P 2 W 18 O 62 以客体的形式存在于
市高科仪器厂。 MIL-101(Fe)中。