重金屬水處理MOFs吸附法

❶ 磁性物質吸附重金屬的原理

磁性金屬-有機骨架 (magnetic metal-organic frameworks,MMOFs)是指金屬離子與有機官能團通過共價鍵或離子-共價鍵相互連接，共同構築的長程有序晶態結構。這類MOF材料因在催化、儲氫和光學元件等方面具有潛在的應用價值而受到廣泛關注，是近十年來化學和材料科學領域的一個研究熱點。最近幾年，金屬-有機骨架材料的磁性和電學性質開始引起人們的興趣，人們先後在一些金屬-有機骨架材料中發現了新型有機磁體、有機鐵電體和多鐵體等。近期，中科院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）磁學國家重點實驗室孫陽研究組在金屬-有機骨架材料的磁性研究方面取得了新進展，發現一種鐵基金屬-有機骨架材料在低溫下表現出磁化強度共振量子隧穿行為。

磁化強度量子隧穿（quantum tunneling of magnetization）是一種宏觀量子效應。1996年，美國和義大利科學家分別在一些單分子磁體（如Mn12）中觀察到磁化強度共振量子隧穿，表現為宏觀磁化強度隨外加磁場出現規則的台階跳變。利用磁化強度量子隧穿可以構建固態量子比特，用於量子信息與量子計算。最近，孫陽研究組的碩士研究生田英與磁學實驗室王守國副研究員、韓秀峰研究員等合作，利用溶劑熱反應法制備出一種鈣鈦礦結構的金屬-有機骨架材料[(CH3)2NH2]Fe(HCOO)3單晶樣品。對其磁性研究表明，該體系具有兩個磁相變，在18.5K發生一個順磁-傾斜反鐵磁相變，在9K以下發生一個磁阻塞（blocking）轉變。在磁阻塞溫度以下，其沿易磁化軸方向的磁化曲線開始出現回滯。在2K時，磁化曲線表現出台階狀的磁滯回線。同時，交流磁化率的虛部在低溫下也出現一個頻率依賴的峰。這些行為都是單分子/單離子磁化強度共振量子隧穿的典型特徵。上述實驗結果表明金屬-有機骨架材料[(CH3)2NH2]Fe(HCOO)3存在本徵的磁性相分離——同時存在長程關聯的反鐵磁有序和孤立的單離子量子磁體。為了理解這一奇特磁性質，孫陽等提出了一個氫鍵依賴的遠距離超交換作用（long-distance superexchange）模型。在傳統的安德森超交換作用理論中，交換作用的強度依賴於交換路徑（exchange path）的幾何因子，可以定性地由Goodenough-Kanamori規則來確定。在金屬-有機骨架中，當兩個磁性離子通過一個有機鏈發生遠距離超交換作用時，其交換路徑會受到有機鏈周圍氫鍵的影響。當有機鏈上形成的氫鍵足夠強時，超交換作用可能會被大大抑制，導致孤立的單離子量子磁體的產生。

❷ 氯甲醚用什麼方式處理廢氣

氯甲醚屬於含氯揮發性有機物，可以採用多種方法來處理：
常見含氯揮發性有機物(CI—VOCs)廢氣的處理方法
1.1焚燒法
焚燒法是處理C1一VOCs的有效方法，將有機氯轉變為HC1，熱回收尾氣後通過膜吸收來回收鹽酸。採用焚燒法處理含氯有機廢氣時，必須嚴格控制焚燒溫度和停留時間，以避免二嗯英等劇毒物質的產生。焚燒法一般用於處理高濃度廢氣，通常會產生具有腐蝕性的氣體或不完全燃燒時產生毒性更大的C1一VOCs，如光氣、二晤英和呋喃等。此外，焚燒法投資巨大，運行成本高昂，不適用於處理低濃度的C1一VOCs廢氣。
1.2催化燃燒法
鑒於焚燒法巨大的能耗和運行成本限制了它的應用，近年來催化燃燒法處理含氯有機廢氣成為了一個研究熱點。常用的催化劑有鈣鐵礦復氧化物、金屬氧化物、貴金屬等。催化劑種類、催化燃燒溫度、水蒸汽含量等因素都會影響含氯有機廢氣的處理效率。催化燃燒法對特定有機氯化物可以取得理想的處理效果，但是燃燒溫度較高，COCl2等有害不完全燃燒產物的生成，催化劑因焦結、積碳、氯化而失活是尚待解決的問題。
1.3冷凝法
冷凝法適用於處理高濃度、高沸點的C1一VOCs廢氣，且可以達到回收原料的目的。例如，採用冷凝法處理平均濃度為2541mg/m的對硝基氯苯廢氣，回收率達到98%。但冷凝法一般要求廢氣濃度較高，無法處理低濃度廢氣，且處理低沸點低飽和蒸氣壓氣體時能耗較大。另外，廢氣經冷凝法處理後一般達不到排放標准，所以只作為車間預處理使用。
1.4生物法
生物法處理C1一VOCs的原理是將有機氯化物通過生物濾池、生物濾塔中微生物的新陳代謝作用，將有機氯化物分解轉化。生物法具有設備簡單、運行成本低、二次污染少等優點，但對生物毒性較大的C1一VOCs而言，其本身毒性將降低微生物的活性，甚至殺死微生物，降低了生物法的效率。目前已有不少報道指出在實驗室內對某種單一有機氯化物模擬廢氣採用生物法處理取得良好的效果。但當廢氣中含有多種有機物時，微生物會優先分解易降解的有機氯化物，這對於難降解的含氯有機物是不利的。
1.5催化還原法
催化還原法處理C1一VOCs廢氣的報道較多，分為單金屬催化還原脫氯和雙金屬還原脫氯。關於零價單金屬鐵體系通過還原消除來降解C1一VOCs的報道很多，金屬鐵大多數情況下能有效地脫氯生成烯烴，但有時會生成含氯烯烴，並且反應速率很慢。而在鐵的表面沉積另一種金屬如Cu、Ni、Pd、Pt等形成雙金屬體系可加快反應速率。雙金屬還原脫氯是將金屬還原與催化加氫相結合，Ni、Pd、Pt等金屬都是良好的加氫催化劑，它們在H的轉移過程中起重要作用，而產生的H2又強化了鐵的還原作用。
1.6氧化法
氧化法可很好地降解C1一VOCs，使C1一VOCs降解為毒性小的小分子物質，易於生物降解等。氧化法包括Fenton氧化、臭氧氧化、光催化氧化等。例如浙江大學金一中課題組考察了uV、H2O2和Fenton等單一及組合氧化工藝氧化降解二氯甲烷的技術可行性，其降解效果較好。此外，考察了uv/H2O2體系氧化降解二氯甲烷的動力學特性，在紫外光強度穩定、液相反應物分布均勻且H2O2過量的條件下，該氧化降解過程遵循准一級反應動力學方程。但是氧化技術面臨著效率低、成本較高的問題，需進一步研究如何提高效率降低成本。
1.7紫外光解法
Shen等利用254nm低壓汞燈輻照的UV光耦合0去除氯代甲烷和氯代乙烷，取得了一定的效果，表明uV光強度和目標污染物分子的氯取代個數對去除效率影響較大;Chen等在185nm低壓uV汞燈輻照下，氯仿可通過光解被去除。魏瑩瑩等考察了真空紫外(VUV)光解去除二氯甲烷的工藝特性，證明當進氣濃度200mg/m、停留時間90S、相對濕度控制75%～85%時，光解效果最佳，並探討其氧化作用及污染物轉化機理。但是目前國內外關於有機氯化物的UV光解機理還未見報道。
1.8吸收法
吸收法具有操作簡便，對廢氣溫度、雜質含量要求不高，安全簡便的優點。一般企業和安全及環保管理部門都採用吸收法來處理C1一VOCs廢氣，其最大的優點就是運行管理方便、安全性好。但是，吸收法凈化效率較低，尤其是對非水溶性溶劑，吸收法幾乎無法凈化。採用有機吸收液吸收，可以提高非水溶性溶劑的吸收效率，但是有機吸收液揮發本身會成為新的廢氣污染源。
1.9吸附法
吸附技術是處理回收C1一VOCs廢氣的有效技術，吸附材料是吸附技術的核心，整個吸附過程的運行效率在很大程度上取決於吸附材料的性能。多孔材料具有巨大的比表面積和孔容，是最常使用的脫除C1一VOCs的吸附劑，常用吸附劑包括活性炭、活性炭纖維、分子篩、樹脂以及金屬有機骨架材料(MOFs)等。吸附法因吸附材料的多樣性被廣泛關注，目前吸附法正處在技術革新之中。

❸ mofs與硫化物金屬復合的優點

隨著世界能源、資源危機的逐漸加劇,人們對風能,太陽能等清潔能源的開發逐漸加深。將風能和太陽能產生的電能合理地存儲與利用是目前研究的熱點,最有效的存儲方式是燃料電池或金屬空氣電池,其中涉及兩個重要的反應:電催化氧析出反應(OER)和電催化氧還原反應(ORR)。目前用於上述兩個反應有效的電催化劑是RuO_2和Pt等貴金屬基材料,但是無論是RuO_2還是Pt均不能同時作為OER和ORR的催化劑,並且Pt和Ru是地球上稀有的貴金屬,更加嚴重阻礙了它們的廣泛使用。地球資源豐富的過渡金屬硫化物被證明有OER和ORR催化活性,是貴金屬基催化劑的理想替代品。另外過渡金屬硫化物形成的活性納米顆粒與雜原子摻雜的類石墨烯納米材料協同作用可以顯著地提高OER和ORR催化活性。由過渡金屬(Fe、Co、Ni)構築的金屬有機框架(MOFs)材料是制備碳納米復合材料的理想前驅體。到目前為止,多種MOFs已經被作為自犧牲模板或者前驅體來制備功能型MOFs衍生物。

❹ 金屬-有機框架材料的MOFs的特點

孔隙是指除去客體分子後留下的多孔材料的空間。多孔性是材料應用於催化、氣體吸附與分離的重要性質。材料的孔徑大小直接受有機官能團的長度影響，有機配體越長，除去客體分子後材料的孔徑越大。在實際應用中，選擇不同的有機配體可以得到不同孔徑大小的材料，氣體吸附與分離一般選擇孔徑相對小、孔隙率高的MOFs材料;催化應用則選擇孔徑大的MOFs材料。此外，對於蛋白質或肽段的吸附與分離，可根據材料的分子篩效應和性質，對其按分子的大小或相互作用力的不同進行分離。
比表面積是評價多孔材料催化性能、吸附能力的另一重要指標，因此人們不斷改變MOFs材料金屬中心和連接臂的主要目的之一就是使材料具有更大的比表面積。例如，Yaghi小組 合成的較早的MOFs材料MOF-5，其比表面積約為 3 000 m/g; 2004年，他們報道的MOF-177 ，比表面積可達到 4 500 m/g，是當時報道的MOFs材料中比表面積最大的一種;2010年，他們合成出MOF-210 ，其BET比表面積達 6 240 m/g， Langmuir比表面積更高達 10 400 m/g，這個值已經接近固體材料比表面積的極值。 由於二甲基甲醯胺（DMF）、水、乙醇等小溶劑分子的存在，未飽和的金屬中心與其進行結合來滿足配位需求，經過加熱或真空處理後可以去除這些溶劑分子，從而使不飽和金屬位點暴露。這些暴露的不飽和金屬位點可以通過與NH3、H2S、CO2等氣體配位而達到氣體吸附和分離的作用，也可以與帶有氨基或羧基的物質進行配位，從而使MOFs材料作為葯物載體或肽段分離的有效工具;此外，含有不飽和金屬位點的MOFs材料亦可作為催化反應的催化劑加速反應的進行。

❺ 金屬-有機框架材料的合成方法

MOFs 通常採用的合成方法 與常規無機合成方法並沒有顯著不同，蒸發溶劑法、擴散法（又可細分為氣相擴散、液相擴散、凝膠擴散等）、水熱或溶劑熱法、超聲和微波法等均可用於MOFs 合成。
這些方法中，尤以水熱或溶劑熱法最為重要，絕大多數MOFs 用水熱或溶劑熱法合成 。水熱或溶劑熱法屬液相化學法的范疇，是指在密封的壓力容器中，以水為溶劑，在高溫高壓的條件下進行的化學合成方法。

❻ 有機廢氣處理的治理方法

您好，為您匯總如下：

1冷凝回收法

冷凝回收法是把廢氣直接導入冷凝器或先經吸附吸收後，解析的濃縮廢氣導入冷凝器，冷凝液經分離可回收有價值的有機物的一種方法。

2吸收法

吸收法可分為化學吸收及物理吸收，由於有機廢氣中含有大量的「三苯」氣體，化學活性低，一般不能採用化學吸收。

物理吸收是廢氣中一種或幾種組分溶解於選定的液體吸收劑中，這種吸收劑應具有與吸收組分有較高的親和力，低揮發性，同時還應具有較小的揮發性，吸收液飽和後經加熱解吸再冷卻重新使用。

3直接燃燒法

直接燃燒法是利用燃氣或燃油等輔助燃料燃燒放出的熱量將混合氣體加熱到一定溫度(700～800℃)，駐留一定的時間(0.3～0.5秒)，使可燃的有害物質進行高溫分解變為無害物質的一種方法。

4熱力燃燒法

熱力燃燒是指把廢氣溫度提高到可燃氣態污染物的溫度，使其進行全氧化分解的過程。

5催化燃燒法

催化燃燒是在催化劑的作用下，將廢氣中的有害可燃組分完全氧化為二氧化碳和水的過程。

6活性炭吸附法

活性炭吸附是將有機廢氣由排氣風機送人吸附床，有機廢氣在吸附床被活性炭吸附劑吸附而使氣體得到凈化，凈化後的氣體排向大氣即完成凈化過程。

7生物法

生物法是微生物將有機成分作為碳源和能源，並將其分解為CO2和H2O過程的一種方法。

8等離子體分解法

等離子體分解法是在外加電場的作用下，介質放電產生的大量攜能電子轟擊污染物分子，引發了一系列復雜的物理、化學反應，從而使污染物得以降解去除的一種廢氣治理方法。

❼ 如何用mofs材料制備催化劑載體

用MOFs材料制備催化劑載體：
MOFs是金屬有機骨架化合物。是由無機金屬中心與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網路結構的晶態多孔材料。由於是均勻的晶態多孔材料，因此在催化劑和吸附分離方面具有非常好的應用前景。MOFs直接就可以作為催化劑的載體，例如，將貴金屬材料通過浸漬法，負載在MOFs，然後採用還原劑還原成貴金屬，預計將會具有良好的催化加氫和氧化性能。另外，可以通過修飾，在橋連的有機配體上增加羧基，氨基等具有酸鹼性的基團，來提供酸鹼的催化中心，也可以通過組裝，將手性的催化劑負載在MOFs，用於手性化合物的合成。