新型MOF材料吸附金属离子的研究开题报告

 2022-05-14 19:37:13

1. 研究目的与意义

作为一种新型的纳米多孔材料,金属有机骨架材料MOFs材料由无机金属离子和有机配体通过自组装形成,具有许多优于传统多孔材料的特性:超高的比表面积、较高的孔隙率、可调的孔道尺寸、良好的热稳定性和化学稳定性使得MOFs材料在吸附分离领域中表现出了优异的效果。近年来随着工业化发展,金属离子是土壤污染和水污染中存在的一类污染物,选择合适高效的吸附剂处理金属离子污染已引起了人们对广泛关注。

本论题旨在通过设计一种新型稀土金属MOF材料的合成路线,预测其对于不同金属离子的吸附效果;并设计利用X射线衍射(XRD)分析、红外光谱(IR)分析、热重分析及扫描电子显微镜(SEM)等手段,对合成材料的元素组成、形貌结构、稳定性进行分析;评估该新型稀土金属MOF材料对金属离子的吸附效果,为减轻或消除重金属污染造成的环境问题提供新的解决方法。

2. 研究内容和预期目标

研究内容:设计新型镧系金属MOF材料的合成路线,分析合成材料的元素组成、形貌结构及稳定性;预测合成的MOF材料对污水中重金属离子如Cd2 、Cr2 、Pb2 、Mn2 、Hg2 等的吸附效果和吸附机理,设计实验手段验证吸附效果。

预期目标:预判新型镧系金属MOF材料合成路线的合理性,分析合成材料对重金属离子的吸附性能及吸附效果,探讨吸附机理;为治理污水中重金属污染提供新的解决方法,为防治重金属危害人体健康建言献策。然后撰写内容完整(涵盖中英文摘要、目录、绪论、正文、进展分析与实验设计、结论、参考文献、致谢、附录等)的论文。

3. 研究的方法与步骤

研究方法:

(1)文献研究法:检索文献并综述,了解有机金属骨架材料的研究现状及合成路线设计,对现阶段mof材料提出问题。

(2)实验分析法:设计采用溶剂热法制备的稀土金属mof,

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4. 参考文献

[1] wen, j., y. fang and g. zeng, progress and prospect of adsorptive removal of heavy metal ions from aqueous solution using metal–organic frameworks: a review of studies from the last decade. chemosphere, 2018. 201: p. 627-643.

[2] lin, z., et al., microwave-assisted synthesis of a series of lanthanide metal–organic frameworks and gas sorption properties. inorganic chemistry, 2012. 51(3): p. 1813-1820.

[3] liu, x., et al., synthesis of rare earth metal-organic frameworks (ln-mofs) and their properties of adsorption desulfurization. journal of rare earths, 2014. 32(2): p. 189-194.

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5. 计划与进度安排

1.前期准备工作阶段(2022年月11月11日~2022年03月19日)

学生接受毕业论文任务书,翻译外文文献,查阅相关文献,撰写综述,完成开题报告。

2.文献调研阶段(2022年03月20日~2022年05月31日)

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