[發明專利]一種鑭摻雜金屬有機骨架材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201711183965.9
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107754765B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 羅旭彪;吳星;閔孝燁;羅劍鋒;羅勝聯
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種鑭摻雜金屬有機骨架材料的制備方法，首先將四氯化鋯和對苯二甲酸進行反應，能夠使得二者充分的生成基礎骨架材料，避免與七水氯化鑭同時混料反應時，七水氯化鑭與對苯二甲酸優先進行反應。本發明提供了一種鑭摻雜金屬有機骨架材料及其吸附磷酸根的應用。所述鑭摻雜金屬有機骨架材料具有鋯離子和鑭離子兩種吸附位點，能夠很好的對磷酸根進行吸附。由實施例結果可知，所述鑭摻雜金屬有機骨架材料對磷酸根的最大吸附量為348.43mg/g，在眾多雜離子存在下能夠保持對磷酸離子的識別，在5次重復使用過后，La?UIO?66對于磷酸根的吸附能力還是保持在100％，具有非常出色的穩定性能和再生利用性能。

技術領域

本發明涉及有機骨架材料技術領域，尤其涉及一種鑭摻雜金屬有機骨架材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著各行業的快速發展，在工業生產、農業生產以及日常生活中，大量的含磷廢水流入湖泊、河流和水庫等緩流水體中。過量的磷會導致水體富營養化，帶來極大的危害，主要表現為水中藻類和富有生物大量繁殖，產生有毒的物質污染水體，危害人類健康；水中COD下降，水體惡化，危及魚類和其他生物的生存；影響水域的生態平衡。在我國有50％以上的湖泊和30％的大型水庫都出現過水體富營養化現象。由此可見，對磷酸根的去除是非常迫切和十分重要的。

目前，磷酸根的去除方法主要有反滲透法、電滲法、化學還原法和吸附法等，其中吸附法因其操作簡單和成本低等優點被大量使用。不過吸附法因現有吸附材料吸附位點受限，對于磷酸根的吸附能力也受到限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鑭摻雜金屬有機骨架材料及其制備方法和應用，本發明提供的鑭摻雜金屬有機骨架材料具有鋯離子和鑭離子兩種吸附位點，能夠很好的對磷酸根進行吸附。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種鑭摻雜金屬有機骨架材料的制備方法，包含如下步驟：

(1)將四氯化鋯和對苯二甲酸在N,N二甲基甲酰胺中進行交聯反應，得到基礎骨架材料；

(2)將所述基礎骨架材料和七水氯化鑭進行反應，得到鑭摻雜金屬有機骨架材料。

優選的，所述四氯化鋯和對苯二甲酸的物質的量之比為(1～3):1。

優選的，所述四氯化鋯在N,N二甲基甲酰胺中的濃度為0.01～0.05mol/L。

優選的，所述步驟(1)中交聯反應在超聲條件下進行，所述超聲的頻率為70～100Hz，所述超聲的時間為20～40min。

優選的，所述七水氯化鑭和四氯化鋯的物質的量之比為(0.1～1):1。

優選的，所述步驟(2)中反應在高壓反應釜中進行。

優選的，所述步驟(2)中反應的溫度為110～130℃，反應的時間為40～60h。

本發明提供了一種上述技術方案所述制備方法得到的鑭摻雜金屬有機骨架材料。

本發明提供了一種上述技術方案所述鑭摻雜金屬有機骨架材料作為磷酸根吸附劑的應用。

本發明提供了一種鑭摻雜金屬有機骨架材料的制備方法，將四氯化鋯和對苯二甲酸在N,N二甲基甲酰胺中進行反應，得到基礎骨架材料；將所述基礎骨架材料和七水氯化鑭進行反應，得到鑭摻雜金屬有機骨架材料。本發明首先將四氯化鋯和對苯二甲酸進行反應，能夠使得二者充分的生成基礎骨架材料，避免與七水氯化鑭同時混料反應時，七水氯化鑭與對苯二甲酸優先進行反應。此外，本發明提供的制備方法還具有操作簡便，易于實施等特點。