【摘 要】
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废水中的污染物,如有机污染物、抗生素、重金属离子等,通过直接排入地表水体或者渗漏渗透到地下水环境,从而影响生态环境和人类身体健康;废水中的污染物还会侵蚀土壤,严重影响土壤的生产性能,阻碍我国农业的健康发展,使社会的可持续发展受到限制。因此,亟需开发新型吸附材料,以弥补传统材料的不足,实现对水中污染物更加便捷、快速、高效处理。本文以铁基金属有机骨架材料—MIL-88A纳米颗粒为基础,利用微流控技术、
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废水中的污染物,如有机污染物、抗生素、重金属离子等,通过直接排入地表水体或者渗漏渗透到地下水环境,从而影响生态环境和人类身体健康;废水中的污染物还会侵蚀土壤,严重影响土壤的生产性能,阻碍我国农业的健康发展,使社会的可持续发展受到限制。因此,亟需开发新型吸附材料,以弥补传统材料的不足,实现对水中污染物更加便捷、快速、高效处理。本文以铁基金属有机骨架材料—MIL-88A纳米颗粒为基础,利用微流控技术、均质乳化技术和多巴胺镀银技术,设计构建三种不同结构的金属有机骨架材料多孔复合微颗粒,即多孔结构MIL-88A/聚合物微颗粒、分级式多孔结构MIL-88A/聚合物微颗粒以及气泡驱动型MIL-88A/聚合物微颗粒;并对比研究了三种复合微颗粒对有机污染物罗丹明B的去除能力,主要内容如下:（1）采用水热法成功制得具有高比表面积的棒状MIL-88A纳米颗粒。同时,以有机染料罗丹明B为污染物模型,对比研究活性炭和MIL-88A对污染物的去除能力。研究发现,在过氧化氢溶液中,MIL-88A纳米颗粒由于非均相类芬顿反应对罗丹明B展现出了良好的催化降解性能,去除效率为65.66%,远高于活性炭（23.84%）。（2）利用微流控技术成功制得单分散、尺寸均一的负载有棒状MIL-88A纳米颗粒的多孔结构MIL-88A/聚合物微颗粒;该微颗粒具有纳米级多孔结构,且其表面和内部均负载有MIL-88A。多孔结构MIL-88A/聚合物微颗粒耦合了多孔结构传质作用以及MIL-88A的催化降解性能,对罗丹明B展现出较好的去除能力。（3）利用均质乳化技术和微流控技术成功制得单分散、尺寸均一的负载有棒状MIL-88A纳米颗粒的分级式多孔结构MIL-88A/聚合物微颗粒;该微颗粒显示出相互连通的分级式多孔结构,同时具有微米级和纳米级多孔结构,且微颗粒表面与内部均负载有MIL-88A。分级式多孔结构MIL-88A/聚合物微颗粒耦合了分级式多孔结构传质强化作用以及MIL-88A纳米颗粒的催化降解性能,提高复合微颗粒的去除能力。（4）利用多巴胺镀银技术,对分级式多孔结构MIL-88A/聚合物微颗粒进行选择性聚多巴胺涂层和Ag纳米颗粒的负载,从而制得气泡驱动型MIL-88A/聚合物微颗粒。该微颗粒上的Ag可分解过氧化氢产生气泡,为微颗粒的自驱动提供动力,增强传质作用。此外,相比于分级式多孔结构MIL-88A/聚合物微颗粒（91.49%）,气泡驱动型MIL-88A/聚合物微粒耦合了气泡推进运动的传质强化作用和MIL-88A的催化降解性能,进一步增强复合微颗粒对罗丹明B的去除能力,其移除率高达99.23%。基于以上研究,金属有机骨架材料多孔复合微颗粒可耦合多孔结构的传质作用、MIL-88A纳米颗粒的催化降解性能以及气泡推进运动性能,对水中污染物展现出高稳定性、高吸附容量、高效率的去除能力,为面向环境安全治理提供新材料。
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