基于ZIF-67的纳米吸附剂在废水处理中的应用研究
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CuO/Co纳米复合材料在去除酸性红37方面表现出更高的吸附容量和效率。
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吸附过程是吸热的，位于物理吸附和化学吸附的交界区域。
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CuO/Co纳米复合材料具有优异的再循环性，至少在五个吸附-解吸循环中保持高效率。
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计算研究支持了实验结果，揭示了吸附机制和材料特性。
本研究通过实验和计算方法评估了ZIF-67及其纳米复合材料CuO/Co在去除废水中的酸性红37（AR37）方面的效率。实验研究表明，CuO/Co复合材料比纯ZIF-67具有更高的吸附容量（65.61 mg/g）。吸附数据表明，吸附过程是吸热的，具有显著的焓变（ΔH° = 25.8 KJ/mol），位于物理吸附和化学吸附的交界区域。而CuO/Co复合材料的吸附过程也是吸热的，但焓变较低（ΔH° = 3.48 KJ/mol），属于物理吸附过程。两种材料都遵循伪二级动力学模型，表明吸附过程有利。结合等温线行为（Temkin对ZIF-67，Dubinin-Radushkevich对CuO/Co），这支持了一种化学增强的物理吸附机制，其中强烈的、特定的非共价相互作用决定了速率和容量，而没有经典化学吸附的高焓变。两种材料都表现出优异的再循环性，至少在五个吸附-解吸循环中保持高效率。计算研究支持了这些发
本研究通过实验和计算方法评估了ZIF-67及其纳米复合材料CuO/Co在去除废水中的酸性红37（AR37）方面的效率。实验研究表明，CuO/Co复合材料比纯ZIF-67具有更高的吸附容量（65.61 mg/g）。吸附数据表明，吸附过程是吸热的，具有显著的焓变（ΔH° = 25.8 KJ/mol），位于物理吸附和化学吸附的交界区域。而CuO/Co复合材料的吸附过程也是吸热的，但焓变较低（ΔH° = 3.48 KJ/mol），属于物理吸附过程。两种材料都遵循伪二级动力学模型，表明吸附过程有利。结合等温线行为（Temkin对ZIF-67，Dubinin-Radushkevich对CuO/Co），这支持了一种化学增强的物理吸附机制，其中强烈的、特定的非共价相互作用决定了速率和容量，而没有经典化学吸附的高焓变。两种材料都表现出优异的再循环性，至少在五个吸附-解吸循环中保持高效率。计算研究支持了这些发现：几何优化阐明了有序层状表面和平面染料结构；1000 ps以上的分子动力学模拟证实了CuO/Co的热和动态稳定性；吸附定位分析揭示了通过氢键、范德华相互作用和多个活性位点强染料结合。总之，CuO/Co纳米复合材料作为一种可持续的吸附剂，在废水修复中具有巨大潜力。水污染是一个全球性的问题，对生态系统、人类健康和环境构成威胁。染料废水处理对于提高水质管理和修复工作至关重要。
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