电化学选择性去除氧化离子在铁添加金属有机框架中的氧化离子

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 环境化学环境化学
• 电化学 电化学 电化学

背景情况:

• 金属有机框架 (MOF) 是多功能多孔材料,在环境修复中具有应用.
• MOFs,类似于热利石,是有效的吸附环境污染物.
• 开发选择性吸附剂的oxyanions对于水净化至关重要.

研究的目的:

• 用铁素使UiO-66具有功能,以选择性去除氧化离子.
• 研究用于增强吸附的电化学激活机制.
• 阐明控制复杂混合物中离子选择性的因素.

主要方法:

• 基于的MOF (UiO-66) 与铁的合成和功能化.
• 铁素在MOF结构中的电化学氧化.
• 在含有酸盐,硫酸盐,酸盐和的多离子溶液中进行吸附实验.
• 使用现场X射线光电子谱学 (XPS) 进行表征.
• 对于吸附配置的电子结构的计算计算.

主要成果:

• 铁素功能化的UiO-66证明了氧离子 (PO4^3-, SO4^2-, NO3^-) 的选择性吸附.
• 铁素的电化学氧化显著增强了氧离子吸附,即使有过量的化物.
• 酸盐吸附在其他离子上是高度受欢迎的 (Soxy/comp = 3.80).
• 吸附跟随了这一趋势:PO4^3- > SO4^2- > NO3^- > Cl^-.
• XPS和电子结构计算揭示了吸附机制.

结论:

• 铁素功能化的UiO-66通过电化学激活对氧离子起到有效的吸附作用.
• 选择性吸附归因于与正电荷孔内部强有力的离子协会.
• 与节结合形成稳定的复合物是选择性氧化离子吸附的关键.