二维[Ni（tib）(mpda)（H₂O）₂]·H₂O的合成及吸附去除水中甲基橙的研究

摘要

多孔配位聚合物因结构可调，比表面积大，选择性、稳定性及可重复性优异，作为吸附剂在去除废水染料方面引起了研究人员的广泛关注。利用柔性间苯二乙酸（mpda）、刚性三咪唑苯（tib）合成配位聚合物[Ni（tib）(mpda)（H₂O）₂]·H₂O。在[Ni（tib）(mpda)（H₂O）₂]·H₂O的结构中，tib配体作为三节点与Ni（Ⅱ）离子配位形成2D网格面，顺式mpda以端基式附着在2D网格面上，再通过mpda的未配位羧基O与配位水分子之间O—H…O相互作用（O0…O3 0.2624 nm，∠O₅—H5A…O2=155.41°）形成三维超分子网络结构。同时对[Ni（tib）(mpda)（H₂O）₂]·H₂O的热稳定性、相纯度和比表面积进行了检测，发现晶体基本骨架在316℃以下稳定，晶体材料相纯度高，比表面积和平均孔径分别为58 m²/g、15.47 nm，可作为稳定的吸附剂。在水体系中利用[Ni（tib）(mpda)（H₂O）₂]·H₂O对甲基橙染料进行吸附去除，吸附量为18.64 mg/g。吸附数据与Langmuir模型和拟二级动力学方程具有更高的拟合程度，以此可判断吸附过程为单层化学吸附；当pH=4时，吸附阴离子型染料-甲基橙量最大，并且[Ni（tib）(mpda)（H₂O）₂]·H₂O表面的ζ电位说明其表面呈正电荷，故此吸附作用力主要为静电相互作用；热力学研究说明该吸附是自发的放热熵减过程。

关键词

配位聚合物 / 晶体结构 / 热稳定性 / 染料 / 吸附性能

基金资助

新疆维吾尔自治区重大科技专项资助项目(基金号2021A01002-3); 陕西省科技厅资助项目(基金号2022JM-095); 榆林市科技局资助项目(基金号CXY-2021-126)