2023年7月25日，国际期刊《ACS Omega》在线发表了题为“Removal of Phosphate by Adsorption with 2‑PhenylimidazoleModiffed Porous ZIF-8: Powder and Chitosan Spheres”的研究性论文，本文采用静态吸附法比较了ZIF-8Phlm和ZIF-8对磷酸盐的吸附效果，并对再生性能和吸附机理进行了探讨。合成了ZIF-8-PhIm/CS球形吸附剂，并进行了动态吸附实验。《ACS Omega》是一本专注于CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY领域的English学术期刊，该刊发文范围涵盖CHEMISTRY,MULTIDISCIPLINARY等领域，旨在及时、准确、全面地报道国内外CHEMISTRY,MULTIDISCIPLINARY工作者在该领域的科学研究等工作中取得的经验、科研成果、技术革新、学术动态等。
第一作者：赵宇（华东理工大学）
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图1 ZIF-8-PhIm的制备示意图
图2 ZIF-8-PhIm和ZIF-8的XRD图像
图3 (a)ZIF-8和(b)ZIF-8-PhIm的SEM图像和粒度分布
图4 ZIF-8-PhIm和ZIF-8的HNMR谱
图5 (a)ZIF-8-PhIm和ZIF-8的N2吸附和解吸等温线，(b)ZIF-8-PhIm和ZIF-8的孔径分布，(c)ZIF-8-PhIm和ZIF-8的FT-lR图像，(d)ZIF-8-PhIm和ZIF-8的接触角和(e)ZIF-8-PhIm和ZIF-8的电位
图7 (a)与Langmuir模型拟合的磷酸盐吸附等温线；(b)与Freundlich模型拟合的磷酸盐吸附等温线
图9 ZIF-8-PhIm吸附前后的XPS:(a)全谱，(b)P2p,(c)Zn2p,(d)Ols
图10 磷酸吸附前后ZIF-8-PhIm的FT-lR光谱
图11 ZIF-8-PhIm吸附磷酸盐的机理
图12 (a)吸附前和再生后ZIF-8-PhIm的XRD;(b)吸附-解吸循环后ZIF-8-PhIm对磷酸盐的吸附能力和再生效率(T=298K;剂量=0.2g/L;Co=50 mg/L;T=240 min)
图13 不同温度下的突破曲线
本研究成功制备了用于SALE法除磷的ZIF-8-PhIm。2-苯基咪唑修饰后的ZIF-8-PhIm孔径增大，亲水性提高，暴露出更多的活性位点进行吸附。在优化条件下，ZIF-8-PhIm对磷酸盐的吸附量达到162.93mg/g,大于ZIF-8的吸附量(92.07mg/g）Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学模型可用于模拟表征ZIF-8-PhIm对磷酸盐的吸附。吸附活化能E为13.29kJ/mol。ZIF-8-PhIm吸附磷酸盐的机理主要包括Zn-O-P键合和磷酸离子在ZIF-8-PhIm表面的静电吸引。ZIF-8-PhIm还具有优异的磷酸盐再生性能。经过5次再生循环后，ZIF-8-PhIm的吸附量稳定在101.81mg/g。以壳聚糖为交联剂制备了ZIF-8-PhIm/CS水凝胶球。动态吸附实验表明，Thomasi模型在318K下的吸附容量为85.69mg/g,Yoon-Nelson模型的半渗透时间为514.15min。
Y. Zhao,P.Q. Yuan,X.R. Xu, J.Y. Yang, Removal of Phosphate by Adsorption with 2‑Phenylimidazole-Modified Porous ZIF-8: Powder and Chitosan Spheres, ACS Omega 2023, 8, 28436−28447, https://doi.org/10.1021/acsomega.3c02671.
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翻译与资料整理：臧晓
编辑：环境与能源功能材料
【资料整理】臧晓，资源与环境专业硕士研究生，研究方向为生物基环境功能材料在水污染控制工程应用，获学业一等奖学金1次，在Sep Purif Technol等期刊发表中科院1区论文4篇（其中第一作者1篇），论文总被引47次，影响因子之和为31.6。
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