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亚甲基蓝、孔雀石绿和结晶紫具有抗炎抗菌等效果,因其高效低廉,被当作杀菌剂应用于水产养殖业中,在医学方面也常应用于真菌治疗和烧伤处理。同时这三种物质也属于常见的碱性染料,在纺织、印染、化妆品、皮革等众多行业中作着色剂。然而这三种物质很容易与带负电的细胞膜表面相互作用,然后进入细胞并集中在细胞质中,对人体造成伤害。这三种物质可致畸、致癌、致突变,因此去除和检测这三种物质对人体健康和环境保护具有重要意义。本文以MOFs/COFs多孔材料为吸附剂,研究其对亚甲基蓝、孔雀石绿和结晶紫的吸附性能,并对吸附机理进行初步探讨。除此之外,目前MOFs同时检测和吸附染料的文章少有报道,本研究中Cd(Ⅱ)-MOF具有检测和富集染料的双功能,利用MALDI-TOF MS可检测实际样品中三种物质。另外COFs作为预富集染料物质并能直接用于MALDI MS分析的双功能质谱探针的报道也还不多。具体研究内容如下:1、以配体双(4’-亚甲基-(1,1’联苯)-2’-甲酸)氨基)苯甲酸,Cd(CH3COO)2·2H2O为原料,采用水热法合成Cd(Ⅱ)-MOF。通过单晶衍射仪、XRD、红外、Zeta电势仪对其进行表征分析。结果表明Cd(Ⅱ)-MOF为阶梯状三维孔洞结构并且表面带有负电荷。据此,以Cd(Ⅱ)-MOF为吸附剂,通过静电作用、π-π作用实现对亚甲基蓝、孔雀石绿和结晶紫的富集。以静态吸附实验数据为基础,研究Cd(Ⅱ)-MOF对亚甲基蓝、孔雀石绿和结晶紫的吸附等温方程、吸附热力学特征和吸附动力学特征;以Langmuir和Freundlich等温模型拟合等温实验数据和准一级、准二级、Elovich、粒子内扩散动力学模型拟合动力学数据,通过计算得到模型参数,并进一步探讨其吸附机理。结果显示材料对亚甲基蓝、孔雀石绿和结晶紫的吸附量分别为220 mg·g-1、305 mg·g-1、161 mg·g-1;Cd(Ⅱ)-MOF对亚甲基蓝、孔雀石绿和结晶紫的吸附符合Freundlich等温模型,且均为吸热反应;Cd(Ⅱ)-MOF对孔雀石绿和结晶紫的吸附动力学行为可以用准二级动力学方程描述,对亚甲基蓝可以用准一级动力学方程描述。此外Cd(Ⅱ)-MOF较强的近紫外光吸收能力,以及良好的热稳定性,使其具有吸收激光能量并将其能量转移给分析物的潜力,满足作基质的要求。本文构建Cd(Ⅱ)-MOF辅助的LDI MS方法不仅可以直接检测染料,还可通过预富集染料,降低其检测限,富集后检测限分别为4 ng/m L、4 ng/m L、0.4 ng/m L,并将该方法成功应用于鱼塘水、鱼缸水、工业废水等实际样品的检测分析。2、以三醛基间苯三酚(Tp)和3,5-二氨基苯甲酸(DABA)为原料,以三醛基间苯三酚(Tp)和对苯二胺为原料,采用水热法分别合成共价有机骨架Dp-COFs,Tp Pa-1。通过对材料进行微观结构、多孔性能、热稳定性等材料信息进行表征,证明Dp-COFs表面带负电、具有较大的比表面积(390.63 m~2/g)和优异的热稳定性。借助紫外分光光度计,通过吸附等温方程、吸附动力学和吸附热力学研究Dp-COFs对亚甲基蓝、孔雀石绿和结晶紫的吸附行为并进一步探讨其吸附机理。吸附实验数据表明:Dp-COFs对孔雀石绿的吸附符合Langmuir模型和伪二级动力学,Dp-COFs对亚甲基蓝和结晶紫的吸附符合Freundlich模型和伪二级动力学描述,吸附过程均为吸热反应。Tp Pa-1对亚甲基蓝、孔雀石绿和结晶紫的吸附量分别为48 mg·g-1、30 mg·g-1、27mg·g-1。与未含羧基的Tp Pa-1相比,Dp-COFs吸附速率以及吸附量远超过未含羧基的Tp Pa-1。同时由紫外数据得知在一定浓度范围内,Dp-COFs对三种染料的最大吸附容量分别达到255 mg·g-1、97 mg·g-1、293 mg·g-1。除此之外,将Dp-COFs做基质检测该三种物质,其检测限分别为0.7 ng·L-1、0.5 ng·L-1和0.1 ng·L-1。