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Fe掺杂双金属HKUST-1 MOF具有增强的水稳定性,用于以高吸附能力捕获Pb(II)
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2021-10-23 , DOI: 10.1016/j.cej.2021.133088
Prateek Goyal 1 , Archini Paruthi 1, 2 , Dhruv Menon 1 , Rakesh Behara 1 , Ankit Jaiswal 3 , Keerthy V 1 , Ajay Kumar 4 , Venkata Krishnan 4 , Superb K. Misra 1
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HKUST-1 金属有机框架(MOF)由于其配位不饱和金属位点、高表面积和微孔性,是最突出的 MOF 候选材料之一。我们的研究调查了将铁掺杂到 HKUST-1 MOF 中对其水稳定性的影响,并证明了其去除 Pb(II) 的可用性。使用简单的一锅溶剂热法合成具有不同 Fe 掺杂浓度(5-20​​ mol%)的 Fe 掺杂 HKUST-1 MOF。通过各种表征技术(XPS、XRD、FTIR、ICP-OES)和 MD 模拟,我们证明了 Fe 结合到 HKUST-1 框架中,这是通过 Fe 取代 Cu(II) 位点发生的。使用实验和建模方法进行的水稳定性研究表明,与原始 HKUST-1 MOF 相比,部分取代的 Fe-HKUST-1 MOF 具有更大的表面积保留,结晶度损失很小。低至 5 mol% 的 Fe 取代显着提高了 HKUST-1 MOFs 的水稳定性,其中结构在长达 10 小时的水处理中保持完整。类似地,5 mol% Fe 掺杂使从 HKUST-1 MOF 框架中浸出的 Cu 量减少了 53%。Fe掺杂的HKUST-1 MOFs表现出非常高的Pb(II)选择性、>90%的Pb(II)去除效率和565 mg/g的高Pb(II)吸附容量 其中结构在长达 10 小时的水处理中完好无损。类似地,5 mol% Fe 掺杂使从 HKUST-1 MOF 框架中浸出的 Cu 量减少了 53%。Fe掺杂的HKUST-1 MOFs表现出非常高的Pb(II)选择性、>90%的Pb(II)去除效率和565 mg/g的高Pb(II)吸附容量 其中结构在长达 10 小时的水处理中完好无损。类似地,5 mol% Fe 掺杂使从 HKUST-1 MOF 框架中浸出的 Cu 量减少了 53%。Fe掺杂的HKUST-1 MOFs表现出非常高的Pb(II)选择性、>90%的Pb(II)去除效率和565 mg/g的高Pb(II)吸附容量-1。这项研究开辟了使用掺杂作为提高 HKUST-1 MOF 水稳定性的策略的可能性,并在此过程中提高了其在环境修复应用中的适用性。





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更新日期:2021-10-25
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