[發(fā)明專利]一種棒狀ZIF-8材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810793462.1
• 申請(qǐng)日: 2018-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN108854975B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建龍;楊程元;張文濤;劉鑫楠;李思杭;任新藝;陳心雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/22
• 分類號(hào): B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 李紅媛

一種棒狀ZIF?8材料及其制備方法和應(yīng)用，它涉及一種ZIF?8材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有方法制備的ZIF?8材料對(duì)重金屬的吸附量低的問題。一種棒狀ZIF?8材料由2?甲基咪唑、六水合硝酸鋅和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％～45％的甲醇溶液制備而成，其中2?甲基咪唑?yàn)橛袡C(jī)配體，六水合硝酸鋅為無機(jī)框架，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％～45％的甲醇溶液為溶劑。方法：一、制備硝酸鋅溶液；二、向硝酸鋅溶液中加入2?甲基咪唑和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％～45％的甲醇溶液，再攪拌反應(yīng)，再離心、清洗和干燥，得到棒狀ZIF?8材料。本發(fā)明適用于制備棒狀ZIF?8材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種ZIF-8材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

重金屬離子與有機(jī)污染物不同，其不能生物降解，而且容易在生物體中積累。大多數(shù)離子被認(rèn)為是有毒的或致癌的，因此對(duì)人類的生命和健康構(gòu)成了威脅。目前，由于金屬電鍍?cè)O(shè)施、采礦作業(yè)、肥料工業(yè)、電池、造紙工業(yè)和農(nóng)藥等行業(yè)的快速發(fā)展，大量重金屬離子在廢水中廣泛存在，這不僅危害到環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)，也危害人類的健康。重金屬的處理由于其在環(huán)境中持久性而引起特別關(guān)注，這也對(duì)曾經(jīng)被入侵的地下水系統(tǒng)造成了永久性的損害。近年來以金屬有機(jī)骨架(Metal organic frameworks，MOFs)為重金屬吸附劑的研究正在開展。

沸石咪唑酯骨架結(jié)構(gòu)(ZeoliticImidazolate Frameworks，ZIFs)材料是一類近年來研究較多的金屬有機(jī)骨架材料，通過四配位的過渡金屬(如Co、Zn)與咪唑類配體(如2-甲基咪唑、苯并咪唑)相連形成具有類沸石結(jié)構(gòu)的四面體配位聚合物。其具有高比表面積、多孔性、骨架結(jié)構(gòu)可調(diào)等突出優(yōu)點(diǎn)，在氣體存儲(chǔ)和分離、多相催化、分子識(shí)別和傳感等方面存在極大的應(yīng)用潛力。ZIF-8是ZIFs材料中最具有代表性的一種，具有較高的比表面積，較好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。ZIF-8載體合成方法簡(jiǎn)便高效，反應(yīng)條件溫和，但只表現(xiàn)出有限的吸附效果。

近年來以ZIF-8為吸附劑的研究正在開展。例如，Yujie Zhang等人以高效率為目標(biāo)合成ZIF-8達(dá)到水溶液中去除銅離子的目的，最大吸附量為800mg/g。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有方法制備的ZIF-8材料對(duì)重金屬的吸附量低的問題，而提供一種棒狀ZIF-8材料及其制備方法和應(yīng)用。

一種棒狀ZIF-8材料由2-甲基咪唑、六水合硝酸鋅和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％～45％的甲醇溶液制備而成，其中2-甲基咪唑?yàn)橛袡C(jī)配體，六水合硝酸鋅為無機(jī)框架，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％～45％的甲醇溶液為溶劑。

進(jìn)一步的一種棒狀ZIF-8材料由2-甲基咪唑、六水合硝酸鋅和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％～40％的甲醇溶液制備而成，其中2-甲基咪唑?yàn)橛袡C(jī)配體，六水合硝酸鋅為無機(jī)框架，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％～40％的甲醇溶液為溶劑。

進(jìn)一步的一種棒狀ZIF-8材料由2-甲基咪唑、六水合硝酸鋅和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％～45％的甲醇溶液制備而成，其中2-甲基咪唑?yàn)橛袡C(jī)配體，六水合硝酸鋅為無機(jī)框架，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％～45％的甲醇溶液為溶劑。

一種棒狀ZIF-8材料的制備方法，是按以下步驟完成的：

一、將六水合硝酸鋅溶解到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％～45％的甲醇溶液中，得到硝酸鋅溶液；

步驟一中所述的六水合硝酸鋅的質(zhì)量與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％～45％的甲醇溶液的體積比為0.4g:(9mL～10mL)；

二、向硝酸鋅溶液中加入2-甲基咪唑和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％～45％的甲醇溶液，再在攪拌速度為300r/min～500r/min下攪拌反應(yīng)20min～40min，再在離心速度為8000r/min～10000r/min下離心5min～10min，再去除上清液，得到離心后的沉淀物質(zhì)；使用甲醇對(duì)離心后的沉淀物質(zhì)清洗3次～5次，再將清洗后的沉淀物質(zhì)在溫度為50℃～70℃下真空干燥12h～24h，得到棒狀ZIF-8材料；