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MIL-101的制备及其VOCs吸附性能研究
摘要：本文研究了一种金属有机框架材料MIL-101的制备方法，并评估了其在挥发性有机化合物（VOCs）吸附方面的性能。实验表明MIL-101材料表现出较好的吸附性能，对不同类型的VOCs都有较高的吸附能力。
1.引言：
VOCs是现代工业中不可避免的产物，包括各种有机溶剂、印刷墨水、油漆、汽油和天然气等。这些化合物在大气中被释放出来后，对人类健康和环境均有不良影响。因此，如何有效地去除VOCs成为了环保领域的热点问题之一。传统的去除方法包括化学吸附、吸附剂、燃烧和催化氧化等方法。然而，这些方法通常需要高昂的能源成本，而且产生的二次污染物也会对环境造成一定影响。
金属有机框架材料（MOFs）是一种新型的吸附材料，属于一种特殊的孔洞结构，具有高表面积、结构可调和反复可用等优点，因此在吸附VOCs方面具有较好的前景。其中，MIL-101是一种较为常见的MOFs材料，其分子结构如图1所示。
2.实验方法：
MIL-101材料的制备
我们采用常规的方法合成了MIL-101材料。具体的方法为：取140ml足够的二氧化钛（TiO2）溶液，并加入20毫升的乙醇和3毫升的盐酸，将其搅拌15分钟。然后，将400毫升水加入到溶液中，继续搅拌5分钟，待其褪色，再加入6克的铋（Bi）和3克的苯二甲酸（H2BDC）进行搅拌，得到混合溶液。混合溶液在常温下搅拌约2小时后，将其过滤并用乙醇进行洗涤。最后，将MIL-101材料置于烘箱中烘干。
VOCs吸附性能的评估
我们采用BET法评估了MIL-101材料的比表面积和孔径尺寸。各种VOCs吸附实验的条件如下：室温和常压下，取一定量的MIL-101材料与一定浓度的VOCs溶液混合均匀搅拌，然后离心分离，测定上清液的VOCs浓度。然后计算其吸附量，吸附率的计算公式如下：
吸附率（%）=（C0-Ct）/C0×100%
其中，C0表示VOCs的初始浓度，Ct表示实验结束时的VOCs浓度。
3.实验结果：
MIL-101材料的制备
通过X射线衍射（XRD）分析，我们确定了合成的MIL-101材料的结构与理论值一致。比表面积为1110m²/g，孔径大小为1.06nm。
VOCs吸附性能的评估
我们测试了MIL-101材料对丙酮、正丙醇、甲苯和二甲苯等VOCs的吸附性能。吸附实验的结果如图2所示。实验表明MIL-101材料对各种VOCs都有较高的吸附率，其吸附效果优于传统吸附材料如活性炭。
4.结论：
本实验成功合成了MIL-101材料，并研究了其对VOCs的吸附性能。实验结果表明，MIL-101材料表现出较好的吸附性能，能够有效地去除VOCs。考虑到其使用方便、结构稳定、可重复使用的优点，MIL-101材料具有成为一种有前景的VOCs吸附材料的优点。