[發明專利]一種雙功能無定形FeMn-MOF-74納米花材料及制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811353863.1
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109320736B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 王建龍;張天樹;王靖;張文濤;楊程元;張亮;杜婷;朱文新
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C02F1/28;C02F1/72;C02F101/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種雙功能無定形FeMn?MOF?74納米花材料及制備方法和應用，它涉及一種納米材料及制備方法和應用。本發明的目的是要解決現有的MOF基吸附劑對As(III)的吸附量低的問題。雙功能無定形FeMn?MOF?74納米花材料以2,5?二羥基對苯二甲酸為有機配體，以無水氯化錳和無水氯化亞鐵為金屬鹽配體，以N,N?二甲基甲酰胺和無水乙醇為溶劑，采用溶劑熱的方法制備而成。方法：一、制備混合溶液；二、溶劑熱反應；三、清洗、干燥。雙功能無定形FeMn?MOF?74納米花材料用于移除水中有毒金屬，用于氧化水中有毒金屬。本發明可獲得一種雙功能無定形FeMn?MOF?74納米花材料。

技術領域

本發明涉及一種納米材料及制備方法和應用。

背景技術

砷污染是現代社會最嚴重的水體環境污染問題之一。世界上至少有20多個國家和地區正飽受著砷污染的危害，如亞州的中國、印度、孟加拉國、越南、泰國，南美的阿根廷、智利、巴西、墨西哥，歐洲的德國、西班牙、英國，以及北美的加拿大和美國等，這些地區不斷有飲用被砷污染的水而導致急性或慢性中毒的報道。以中國為例，近年來較為嚴重的砷污染事件有云南陽宗海砷污染、湖南岳陽砷污染、河南民權砷污染事件等。水體中砷污染的來源有人為因素，也有自然因素，主要分為以下幾種：1)工業廢水、廢渣、廢氣的排放；2)自然因素，火山噴發、巖石風化、山洪暴發、地震等地質變化都會將礦石中的砷帶入地表水或地下水中；3)農業生產活動中有機含砷農藥(如甲基硫砷等)的使用，含砷農藥進入地表水，對地表水質造成污染。

在天然水體中，大多數無機砷物種是以三價的亞砷酸鹽As(Ⅲ)及五價的砷酸鹽As(Ⅴ)這兩種形式存在。與五價砷對比，三價砷不但具有更強的毒性，還有更大的流動性和難吸附性，因此采用吸附法或絮凝法去除水體中的砷物種時往往會發現對三價砷的吸附或絮凝效果較差。因此，在去除水體中的無機砷物種研究中，常常會采用氧化的方法，將三價的亞砷酸鹽預先氧化成毒性小、更易于吸附的五價的砷酸鹽物種，而后進行下一步的去除手段。當前對含砷(As)廢水的處理方法主要集中在：化學沉淀法、生物法、離子交換法等，但是大多數方法都存在不同程度的缺點或不足，如：成本高、污染大、難操作等。與其他方法相比，吸附法的操作更為簡便易行，處理過程更加靈活高效，吸附法對As(III)的吸附效率較高，更重要的是當吸附完成后吸附劑達到飽和狀態，可以將吸附劑從水體中單獨分離出來進行后續處理，這樣既可以防止產生二次污染同時還可以對吸附劑處理后進行二次利用，節約了成本。因此高效去除和氧化As(III)污染物是非常必要的。

金屬有機框架材料(MOFs)，作為一種新的晶體材料，憑借大的比表面積、可調控的結構以及優良的穩定性吸引了大量的科研工作者的目光。然而現有的MOF基吸附劑對于三價砷的去除能力較弱，吸附量為34.89mg/g～147.28mg/g，且一般不具有氧化三價砷的能力。

發明內容

本發明的目的是要解決現有的MOF基吸附劑對As(III)的吸附量低的問題，而提供一種雙功能無定形FeMn-MOF-74納米花材料及制備方法和應用。

一種雙功能無定形FeMn-MOF-74納米花材料以2,5-二羥基對苯二甲酸為有機配體，以無水氯化錳和無水氯化亞鐵為金屬鹽配體，以N,N-二甲基甲酰胺和無水乙醇為溶劑，采用溶劑熱的方法制備而成。

進一步的所述的無水氯化錳的質量與N,N-二甲基甲酰胺的體積比為(0.2g～0.4g):30mL；

進一步的所述的無水氯化亞鐵的質量與N,N-二甲基甲酰胺的體積比為(0.08g～0.1g):30mL；

進一步的所述的2,5-二羥基對苯二甲酸的質量與N,N-二甲基甲酰胺的體積比為(0.08g～0.1g):30mL；

進一步的所述的無水乙醇與N,N-二甲基甲酰胺的體積比為(1～3):30；

進一步的所述的雙功能無定形FeMn-MOF-74納米花材料的尺寸為2μm～4μm；