“钴”胆英雄,根除“镍”障——钴基咪唑酯骨架材料用于去除镍离子的综合化学实验

黄光 李磊 张丁逸 王幸泽 黄余改 梁文慧 郭志芬 矫文美

引用本文: 黄光, 李磊, 张丁逸, 王幸泽, 黄余改, 梁文慧, 郭志芬, 矫文美. “钴”胆英雄,根除“镍”障——钴基咪唑酯骨架材料用于去除镍离子的综合化学实验[J]. 大学化学, 2024, 39(8): 174-183. doi: 10.3866/PKU.DXHX202311051 shu
Citation:  Guang Huang,  Lei Li,  Dingyi Zhang,  Xingze Wang,  Yugai Huang,  Wenhui Liang,  Zhifen Guo,  Wenmei Jiao. Cobalt’s Valor, Nickel’s Foe: A Comprehensive Chemical Experiment Utilizing a Cobalt-based Imidazolate Framework for Nickel Ion Removal[J]. University Chemistry, 2024, 39(8): 174-183. doi: 10.3866/PKU.DXHX202311051 shu

“钴”胆英雄,根除“镍”障——钴基咪唑酯骨架材料用于去除镍离子的综合化学实验

  • 基金项目:

    江苏省高等学校自然科学基金(21KJB530006);国家自然科学基金(82173571);江苏第二师范学院教学改革项目(JSSNUJXGG2023QN04,JSSNUJXGG2023YB11)

摘要: 镍在新能源汽车电池领域、电镀等行业有广泛的应用,随着国家双碳战略的进一步推进,这些行业产生的含镍(Ni2+)废水的处理对于环境保护而言越来越重要。传统的Ni2+废水主要通过离子交换树脂、化学沉淀法、流化床结晶造粒等技术脱除其中的Ni2+,但这些处理过程存在选择性差以及产生二次污染等问题。本实验利用钴基咪唑酯骨架材料(Zeolite Imidazolate Framework,ZIF-67)可与Ni2+反应形成镍钴水滑石的特点,设计了ZIF-67应用于Ni2+去除研究的综合化学实验。在本实验中,ZIF-67与Ni2+通过化学反应结合在一起,能有效提高对Ni2+的选择性。本实验不仅包含材料制备、表征、吸附性能等实验内容,还包含模型分析和机理研究,通过对吸附机理进行深入研究,有利于培养学生的科研兴趣、创新思维和实践能力。本实验课堂时间约为8 h,时长适用于本科生综合化学实验教学。通过本实验,学生既能熟悉吸附法去除废水中Ni2+的基本原理和分析过程,又能夯实专业基础知识,明确理论可以指导工业应用,从而培养学生综合能力,提升学生的科学素养和创新精神。

English

    1. [1]

      王楠, 王芹, 王宏, 陈芳, 刘敏, 朱丽华. 大学化学, 2023, 38 (9), 218.

    2. [2]

      任笑红, 高素华, 薛松, 王晓艳. 化学教育(中英文), 2023, 44 (14), 61.

    3. [3]

      张树永, 朱亚先, 张剑荣. 大学化学, 2018, 33 (10), 1.

    4. [4]

      邢宏珠, 孙文东, 李莉. 化学教育(中英文), 2022, 43 (8), 77.

    5. [5]

      翟利芳, 王平, 卢媛, 崔玉晓, 王雁南, 张贺. 实验技术与管理, 2023, 40 (2), 26.

    6. [6]

      Wang, P.; Li, Y.; Li, S.; Liao, X.; Sun, S. J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2017, 28, 9221.Wang, P.; Li, Y.; Li, S.; Liao, X.; Sun, S. J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2017, 28, 9221.

    7. [7]

      Banerjee, R.; Phan, A.; Wang, B.; Knobler, C.; Furukawa, H.; Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2008, 319, 939.Banerjee, R.; Phan, A.; Wang, B.; Knobler, C.; Furukawa, H.; Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2008, 319, 939.

    8. [8]

      Fu, L.; Wang, S.; Lin, G.; Zhang, L.; Liu, Q.; Zhou, H.; Kang, C.; Wan, S.; Li, H.; Wen, S. J. Clean. Prod. 2019, 229, 470.Fu, L.; Wang, S.; Lin, G.; Zhang, L.; Liu, Q.; Zhou, H.; Kang, C.; Wan, S.; Li, H.; Wen, S. J. Clean. Prod. 2019, 229, 470.

    9. [9]

      Fernandes, A.; Afonso, J. C.; Dutra, A. J. B. Hydrometallurgy 2013, 133, 37.Fernandes, A.; Afonso, J. C.; Dutra, A. J. B. Hydrometallurgy 2013, 133, 37.

    10. [10]

      Qi, J.; Ruan, C.; Hu, R.; Sui, Y.; He, Y.; Meng, Q.; Wei, F.; Ren, Y.; Wei, W. J. Mater. Sci. 2020, 55, 16683.Qi, J.; Ruan, C.; Hu, R.; Sui, Y.; He, Y.; Meng, Q.; Wei, F.; Ren, Y.; Wei, W. J. Mater. Sci. 2020, 55, 16683.

    11. [11]

      Chen, X.; Luo, B.; Ding, J.; Yang, Q.; Xu, D.; Zhou, P.; Ying, Y.; Li, L.; Liu, Y. Appl. Surf. Sci. 2023, 609, 155287.Chen, X.; Luo, B.; Ding, J.; Yang, Q.; Xu, D.; Zhou, P.; Ying, Y.; Li, L.; Liu, Y. Appl. Surf. Sci. 2023, 609, 155287.

    12. [12]

      Li, Y. L.; Shan, L.; Sui, Y. W.; Qi, J. Q.; Wei, F. X.; He, Y. Z.; Meng, Q. K.; Ren, Y. J.; Liu, J. L. J Mater. Sci. Mater. Electron. 2019, 30, 13360.Li, Y. L.; Shan, L.; Sui, Y. W.; Qi, J. Q.; Wei, F. X.; He, Y. Z.; Meng, Q. K.; Ren, Y. J.; Liu, J. L. J Mater. Sci. Mater. Electron. 2019, 30, 13360.

    13. [13]

      Zhao, J. Front. Mater. 2021, 8, 800820.Zhao, J. Front. Mater. 2021, 8, 800820.

    14. [14]

      Cao, Y.; Khan, A.; Kurniawan, T. A.; Soltani, R.; Albadarin, A. B. J. Mol. Liq. 2021, 336, 116189.Cao, Y.; Khan, A.; Kurniawan, T. A.; Soltani, R.; Albadarin, A. B. J. Mol. Liq. 2021, 336, 116189.

    15. [15]

      Wang, T.; Zhang, S. L.; Yan, X. B.; Lyu, M. Q.; Wang, L. Z.; Bell, J.; Wang, H. X. ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 15510.Wang, T.; Zhang, S. L.; Yan, X. B.; Lyu, M. Q.; Wang, L. Z.; Bell, J.; Wang, H. X. ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 15510.

    16. [16]

      Beitollahi, H.; Dourandish, Z.; Tajik, S.; Sharifi, F.; Jahani, P. M. Biosensors 2022, 12, 872.Beitollahi, H.; Dourandish, Z.; Tajik, S.; Sharifi, F.; Jahani, P. M. Biosensors 2022, 12, 872.

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  • 发布日期:  2024-01-22
  • 收稿日期:  2023-11-15
  • 修回日期:  2023-12-28
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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