新型氟化MOFs材料对水中全氟辛烷磺酸的吸附性能研究

摘要

采用溶剂热法制备新型氟化MOFs吸附材料F-Fe-MOF,并对其吸附去除水体中全氟辛烷磺酸基化合物(PFOS)的性能进行研究.首先制备了F-Fe-MOF材料,当金属离子、配体、有机碱的摩尔配比为2∶2∶1时,F-Fe-MOF对PFOS的吸附性能最优.F-Fe-MOF材料表征显示:F-Fe-MOF为P21单斜晶空间型,外表呈粒径约为250 nm的片状纺锤体,含C-F键且存在分布最广的4 nm左右介孔的微、介、大孔混合材料.然后考察了F-Fe-MOF对PFOS的吸附性能,并进行了吸附热力学与动力学研究.结果表明,在吸附条件下,饱和吸附容量为18.89 mg/g.F-Fe-MOF对PFOS的吸附满足准二级动力学方程,能够较好地被Freundlich模型拟合,吸附过程以化学吸附为主,属于多分子层吸附;热力学行为研究表明,该吸附过程为一自发的放热过程.接着研究了PFOS的解吸,发现:该材料吸附性能好而难以解吸,具有作为PFOS钝化剂的潜质.最后,将该材料应用于吸附环境水体为本底的PFOS模拟水样,其去除率在76%~92%之间,不仅可将目前污染水体中最高浓度730 ng/L下的PFOS全部去除,且其吸附量远远超出污染量.