Page 179 - 《精细化工》2023年第2期
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第 2 期 任龙芳，等: UiO-66-NH 2 /MoS 2 @PUF 的制备及其对 Cr(Ⅵ)的吸附 ·401·
吸附平衡，进而计算 Cr(Ⅵ)的去除率。 变（ΔS）和焓变（ΔH）按式（8）~（10）计算。通
1.3.11 时间对吸附性能的影响 过 lnK d 对 1/T 作图，通过线性回归法分析得到截距
控制pH 为4、UiO-66-NH 2/MoS 2@PUF用量0.1 g、 和斜率，从而进一步计算得到 ΔH 和 ΔS：
吸附温度 30 ℃、50 mL 初始质量浓度为 50 mg/L 的 ΔG RlnT K （8）
d
Cr(Ⅵ)溶液，分别吸附 0、5、10、20、30、60、90、 lnK Δ ΔH S
120、150、180、210、240、360 min，计算吸附容量。 d RT R （9）
1.3.12 吸附动力学研究 ΔS (Δ ΔH G )/T （10）
通过线性拟合得到准一级和准二级动力学模 式中：ΔH 为焓变，kJ/mol；ΔG 为吉布斯自由能，
型，研究制备的 UiO-66-NH 2 /MoS 2 @PUF 对 Cr(Ⅵ) kJ/mol；ΔS 为熵变，kJ/(mol·K)；R 为理想气体常数，
的吸附机理。线性方程分别如式（4）、（5）所示： 8.314 J/(mol·K)；T 为绝对温度，K；K d 为热力学平
In (q q ) Inq k t （4）
e t e 1 衡常数，L/mg。
t 1 t （5） 1.3.15 UiO-66-NH 2 /MoS 2 @PUF 对 Cr(Ⅵ)的选择性
q kq 2 q
t 2e e 吸附实验
分别称取 0.1 g 吸附剂 UiO-66-NH 2 /MoS 2 @PUF
式中：q e 为吸附达到平衡时的吸附容量，mg/g；q t
为吸附时间为 t 时刻的吸附容量，mg/g；k 1 为准一 置于装有 50 mL 质量浓度为 50 mg/L Cr(Ⅵ)溶液的锥
–1
级动力学模型的速率常数，min ；k 2 为准二级动力 形瓶和装有 50 mL 制革废水的锥形瓶中，于室温下振
学模型的速率常数，g/(mg· min)。 荡 6 h 后取样，离心处理（4500 r/min, 10 min），用分
1.3.13 吸附等温线研究 光光度法在 540 nm 处测定溶液上清液的吸光度，根
线性拟合吸附等温线可以更好地描述 Cr(Ⅵ)与 据吸附前后质量浓度变化，按式（2）、（3）计算 UiO-
吸附剂之间的相互作用： 66-NH 2 /MoS 2 @PUF 对 Cr(Ⅵ)的吸附容量和去除率。
Langmuir 模型为式（6）： 1.3.16 解吸实验
e e 1 （6） 将达到吸附平衡的 UiO-66-NH 2 /MoS 2 @PUF 从
q q bq
e m m 锥形瓶中取出，用 50 mL 0.1 mol/L NaOH 溶液对其
进行解吸 0.5 h，然后用 50 mL 0.1 mol/L HCl 溶液重
式中：q e 为吸附达到平衡时的吸附容量，mg/g；q m
为最大单层吸附容量，mg/g；ρ e 为吸附达到平衡时
新活化 0.5 h，再用去离子水洗涤至中性，于 60 ℃真
吸附质的质量浓度，mg/L；b 为 Langmuir常数，L/mg。
空干燥箱中干燥 6 h 后，继续用于下一次吸附实验。
Freundlich 模型为式（7）：
1 2 结果与讨论
lnq e lnK ln （7）
e
n
式中：q e 为吸附达到平衡时的吸附容量 mg/g；ρ e 为 2.1 结构表征分析
吸附达到平衡时吸附质的质量浓度，mg/L；K 为 2.1.1 SEM 和 TEM 分析
1/n
Freundlich 吸附常数，(mg/g)(L/mg) ；n 为 Freundlich UiO-66-NH 2 /MoS 2 和 UiO-66-NH 2 /MoS 2 @PUF
常数。 的 SEM 和 TEM 如图 1 所示。由图 1a 和 b 可见，
1.3.14 吸附热力学研究 UiO-66-NH 2 为均匀的八面体结构，MoS 2 与 UiO-66-
吸附热力学研究宏观的热现象和其他形式能量 NH 2 复合后并未破坏 UiO-66-NH 2 的结构。由图 1c 可
之间的转换关系。复合材料对 Cr(Ⅵ)吸附过程的熵 以看出， UiO-66-NH 2 /MoS 2 成功原位生长在 PUF 上。
图 1 UiO-66-NH 2 /MoS 2 的 TEM 图（a、b）；UiO-66-NH 2 /MoS 2 @PUF 的 SEM 图（c）
Fig. 1 TEM images of UiO-66-NH 2 /MoS 2 (a, b); SEM image of UiO-66-NH 2 /MoS 2 @PUF (c)
