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金属-有机框架协同硫酸亚铁一步法还原六价铬及去除的研究和机理探讨
结题报告
批准号:
21661001
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
38.0 万元
负责人:
罗峰
依托单位:
学科分类:
B0102.配位化学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
党理龙、张晓静、龚乐乐、张乐、孟盼盼、颜常盛、高恒亚
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中文摘要
铬及其化合物广泛应用于工业生产如冶金、电镀、建材、防腐、染料等行业,由此不可避免地导致日益严峻的铬污染。针对这一问题,特别是其中的高毒物质六价铬,最基本的思路是铬还原然后沉淀。基于氧化还原机理考虑,硫酸亚铁还原沉淀法因原料便宜等优点略显优势,但是其本质需分步进行且需额外的加酸、加碱,易造成人力、物力方面的浪费,同时易导致酸、碱污染、以及无法处理痕量级铬废水,成为制约该技术广泛应用和推广的瓶颈。鉴于此,本项目在前期研究基础上,拟以高比表面的金属-有机框架材料为载体,通过其表面的‘苯酚’基团促进硫酸亚铁还原六价铬,同时富集反应后的三价铁、三价铬,并加速三价铁、三价铬的水解,达到一步法硫酸亚铁还原六价铬及去除;探索材料的不同对该方法的影响,从而建立分子水平上的调控机制;通过一系列的表征,确立该方法的机理和相关构效关系,为含铬废水的处理以及金属-有机框架材料在环境领域的应用提供新途径、新思路。
英文摘要
Chromium and its compounds are widely used in industrial production such as electroplating, metallurgy, building materials, anti-corrosion, dyes and other industries, which inevitably leads to the increasingly serious chromium pollution. To solve this problem, especially the high toxic Cr(VI),one of the most basic ideas is the reduction and subsequent precipitation of chromium. In light of the redox mechanism, reduction and precipitation method performed by ferrous sulfate has the advantages of cheap raw materials, but its essence carried out step by step and the need to add additional acid, alkali are easy to cause the waste of manpower, material resources, and lead to acid, alkali pollution, as well as fail to treat with trace levels of chromium wastewater. These consequently become the bottleneck in the widespread application and technology. Taking this into account, along with the former research in this field, this project want to use metal-organic framework materials with high surface as a carrier, through ‘phenol-Fe’ interaction between the surface of material and ferrous sulfate, to promote the reduction of Cr(VI) by ferrous sulfate, then enrichment Fe(III), Cr(III) after this reaction, and simultaneity accelerate the hydrolysis of Fe(III), Cr(III) to give one-step reduction and removal of chromium. Further, we explore the influence on the method from various materials, so as to establish a molecular mechanism for the regulation of this approach; and carry out a series of characterizations, to establish the mechanism of the method and the structure-performance relationship, and new ways and new ideas for treating chromium containing wastewater and exploring metal organic framework materials in the field of environment.
铬及其化合物广泛应用于工业生产如冶金、电镀、建材、防腐、染料等行业,由此不可避免地导致日益严峻的铬污染。针对这一问题,特别是其中的高毒物质六价铬,最基本的思路是铬还原然后沉淀。基于氧化还原机理考虑,硫酸亚铁还原沉淀法因原料便宜等优点略显优势,但是其本质需分步进行且需额外的加酸、加碱,易造成人力、物力方面的浪费,同时易导致酸、碱污染、以及无法处理痕量级铬废水,成为制约该技术广泛应用和推广的瓶颈。. 本项目首次提出金属-有机框架材料协同硫酸亚铁一步法还原六价铬及去除,也就是后面我们总结的MOF+技术,通过本项目的研究,我们详细揭示了MOF+技术的基本原理、组装原理、和相关工艺技术。通过该技术,我们可以一步法去除六价铬,实现超高铬的吸附容量。此外,发展了该技术在能源、催化、环境方面的重要应用。. 在此基础上,我们在Angew. Chem. Int. Ed.、Ionrg. Chem.、Chem. Eur. J.等期刊上发表SCI论文多篇。本项目完成了预期的研究目标,建立了金属-有机框架材料协同硫酸亚铁一步法还原六价铬及去除相关工艺技术,完全证实了本项目的调控思路切实可行。该研究成果创立了一条去除铬污染的有效策略。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Beyond Crystal Engineering: Significant Enhancement of C2H2/CO2 Separation by Constructing Composite Material
超越晶体工程:通过构建复合材料显着增强 C2H2/CO2 分离
DOI:10.1021/acs.inorgchem.8b00341
发表时间:2018
期刊:Inorg. Chem.
影响因子:--
作者:Hui Qiong wu;Chang Sheng Yan;Feng Luo;Rajamani Krishna
通讯作者:Rajamani Krishna
Anchoring nZVI on metal-organic framework for removal of uranium(VI) from aqueous solution
将 nZVI 锚定在金属有机框架上用于从水溶液中去除铀 (VI)
DOI:10.1016/j.jssc.2018.09.013
发表时间:2019
期刊:J. Solid State Chem.
影响因子:--
作者:Jian Hong Li;Li Xiao Yang;Jian Qiang Li;Wen Hui Yin;Yuan Tao;Hui Qiong Wu;Feng Luo
通讯作者:Feng Luo
The MOF+ Technique: A Significant Synergic Effect Enables High Performance Chromate Removal
MOF 技术:显着的协同效应实现高性能铬酸盐去除
DOI:10.1002/anie.201709197
发表时间:2017-12-18
期刊:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
影响因子:16.6
作者:Luo, Ming Biao;Xiong, Yang Yang;Luo, Feng
通讯作者:Luo, Feng
A robust Th-azole framework for highly efficient purification of C2H4 from a C2H4/C2H2/C2H6 mixture
强大的 Th-氮唑框架,可从 C2H4/C2H2/C2H6 混合物中高效纯化 C2H4
DOI:10.1038/s41467-020-16960-9
发表时间:2020-06-22
期刊:NATURE COMMUNICATIONS
影响因子:16.6
作者:Xu, Zhenzhen;Xiong, Xiaohong;Chen, Banglin
通讯作者:Chen, Banglin
DOI:10.1002/chem.201801348
发表时间:2018-07
期刊:Chemistry
影响因子:--
作者:Y. Xiong;H. Wu;F. Luo
通讯作者:Y. Xiong;H. Wu;F. Luo
设计、合成高稳乙烯桥联富氮共价-有机框架用于极端条件下碘分子去除及机理研究
  • 批准号:
    22376024
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    罗峰
  • 依托单位:
磺化共价有机框架(COFs)的分子设计、制备、与放射性元素处理研究
  • 批准号:
    21966002
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    41.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    罗峰
  • 依托单位:
MOF++技术用于贵金属催化剂制备、机理和催化性能研究
  • 批准号:
    21871047
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    罗峰
  • 依托单位:
双核稀土单分子磁体的分子设计和性能调控
  • 批准号:
    21261001
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    48.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    罗峰
  • 依托单位:
含自旋转换和单分子磁双功能磁性材料的分子设计和性能研究
  • 批准号:
    21203022
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    罗峰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金