科研处
 
 
当前位置: 科研资讯 >>  正文

新型纳米材料的合成和在水污染控制中的应用

发布时间:2019/08/07 10:03:06   发布机构:科研处   浏览次数:

近年来,制药工程学院侯晓虹教授课题组致力于金属有机骨架(MOFs)的合成和其相关材料在水污染控制中的应用研究,构建了一系列代表性的MOFs材料等用于制药废水的处理,取得多项重要成果。

MIL-101(Cr)为MOFs的代表物之一,比表面积大、具有大量的金属空位点和优良的水、溶剂和热稳定性。这些特点使得MIL-101(Cr)在吸附领域具有潜在的应用价值。为了解决纳米MIL-101(Cr)材料固液分离困难的问题,课题组王婷等通过还原沉淀法制备了具有磁分离特性的Fe3O4/MIL-101(Cr)(Chemical Engineering Journal, 2016, 295: 403-413,IF=8.355;授权专利:ZL201510617116.4)。该法弥补了共沉淀法制备四氧化三铁中Fe2+极易氧化为Fe3+,因而产物中的Fe2+与Fe3+比例很难准确地控制为1:2,导致产物存在杂相的缺点。该方法制备的材料质量稳定、可控,有效地增强了材料的机械强度,避免了团聚现象。该磁性颗粒既保留了MIL-101(Cr)的良好吸附性,分散性好,又可磁性分离。研究以典型的酸性染料酸性红1与橙黄G为模型,采用批吸附实验方法研究了Fe3O4/MIL-101(Cr)复合材料对目标物的吸附行为和吸附性能(见图1)。

图1Fe3O4/MIL-101(Cr)对酸性红1和橙黄G的吸附机理示意

传统磁性MOFs的合成通常需要数小时甚至数天,阻碍了磁性MOFs在废水处理中的大规模应用。针对这一问题,课题组胡奇等通过微波法快速制备了Fe3O4@MIL-100(Fe)复合材料(Journal of Hazardous Materials, 2019, 373: 408-416,IF=7.650)。研究以均苯三甲酸为配体,Fe3O4作为金属前体,耗时仅30分钟合成了Fe3O4@MIL-100(Fe)复合材料。使用该材料吸附和催化降解了水中的非甾体抗炎药–双氯芬酸钠,探索了材料对目标污染物的吸附性能、光催化性能和类芬顿氧化能力(见图2)。

图2 Fe3O4@MIL-100(Fe)的制备及其对水中双氯芬酸钠的吸附降解过程示意

此外,侯晓虹等也采用微波法合成了MIL-53(Al)(Analytica Chimica Acta, 2018, 1023: 35-43,IF=5.256),合成方法节能环保,所得材料性质稳定、产率高。并针对传统均相芬顿法出水铁离子浓度高等问题,开展了制备高效非均相催化剂降解水中有机污染物的研究。课题组张聪璐等利用浸入氧化沉淀法制备了Fe3O4/CeO2复合纳米材料,并将其作为非均相类Fenton法催化剂,用于水中染料和药物等难降解有机污染物的高效催化降解,并进一步通过分析降解产物,揭示其高效降解的分子机制(Chemosphere, 2017, 168, 254-263,IF=5.108)。课题组胡奇等使用活性炭负载Fe3O4和CeO2,构建非均相催化剂用于氧化水中的橙黄G和氧氟沙星,并对降解工艺进行了优化,推断了其可能的降解途径(Journal of Molecular Catalysis. A - Chemical, 2019, 456: 61-67, IF=5.008);课题组胡奇等使用氨基功能化磁性MOF固定生物酶用于吸附降解水中的2,4-二氯苯酚,实现了水中有机物的快速高效去除,同时,大幅提高了复合材料的重复利用性能(Chemosphere, 2019, 233, 327-335,IF=5.108)。

上一篇:无
下一篇:我校药剂课题组在前药自组装纳米粒研究中取得新进展
 

 办 公 室:024-43520087

技术转移:024-43520085

Email:kyc@syphu.edu.cn

 
 
2013 © 沈阳药科大学科研处    中国·辽宁·沈阳市沈河区文化路103号  110016
平台研制:沈阳药科大学计算中心  技术服务