[發(fā)明專利]一種用于吸附水中污染物的鎳金屬有機(jī)骨架材料的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910036328.1
• 申請(qǐng)日: 2019-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN109663574A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛正余;溫慧敏;胡軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江交通科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/22
• 分類號(hào): B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;何俊

本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，公開了一種用于吸附水中污染物的鎳金屬有機(jī)骨架材料的制備方法，包括：將氫氧化鎳和六氟硅酸水溶液混合，攪拌反應(yīng)得到綠色混合物；將綠色混合物抽濾，獲得綠色的六氟硅酸鎳水溶液，重結(jié)晶后得到綠色的六氟硅酸鎳晶體；將六氟硅酸鎳晶體的甲醇溶液與2?巰基吡嗪的甲醇溶液混合，加熱進(jìn)行自組裝反應(yīng)，反應(yīng)后降至室溫，得到黃色樣品；將所述黃色樣品進(jìn)行抽濾，得到巰基化金屬有機(jī)骨架材料。本發(fā)明通過將金屬有機(jī)骨架進(jìn)行巰基修飾，充分發(fā)揮其各自優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)生性能上的協(xié)同合作，具有活性基團(tuán)點(diǎn)多、吸附性能好、制備簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，是一種極具發(fā)展前景的重金屬吸附材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種用于吸附水中污染物的鎳金屬有機(jī)骨架材料的制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染尤其是重金屬污染成為必須控制的嚴(yán)重的問題之一。放射性金屬離子（Pd，Cs，Sr，U，F(xiàn)e，Co，Zn，等），有毒重金屬陽離子（Hg²⁺，Pb²⁺，Cd²⁺，Cu²⁺，等）和氧陰離子（CrO₄^2-，Cr₂O₇^2?, AsO₄^3?, SeO₃^2?, SeO₄^2?等）是核廢料和工業(yè)廢水中的主要污染物，對(duì)人類和其他物種構(gòu)成嚴(yán)重威脅。與有機(jī)污染物相比，有毒重金屬離子，如Pb ²⁺，Cu ²⁺，Cd²⁺，Zn²⁺，Hg²⁺，Ni²⁺和Cr₂O₇^2-等，難以降解為生態(tài)友好的物質(zhì)，在生物體內(nèi)積累，形成許多劇毒或致癌的污染物。對(duì)有毒和核廢物相關(guān)的金屬離子進(jìn)行凈化仍然是公共衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

在過去的幾十年中，已開發(fā)出各種方法，包括吸附，電凝，化學(xué)沉淀，蒸發(fā)回收，超濾，溶劑萃取，光催化，反滲透，氧化/還原，生物處理，過濾和膜技術(shù)等，用以消除水溶液中的毒性/放射性金屬離子。然而，這些方法中的大多數(shù)具有某些缺點(diǎn)。例如，盡管沉淀和生物處理具有成本效益，但它們無法將金屬離子的濃度充分降低到規(guī)定的限量以下，并且往往會(huì)產(chǎn)生大量的污泥。光催化通常會(huì)產(chǎn)生不需要的副產(chǎn)物（例如，Cr（VI）還原產(chǎn)生的Cr（III）離子也需要二次處理。與這些傳統(tǒng)和現(xiàn)代方法相比，吸附包括離子交換是從水中捕獲痕量濃度的有毒/放射性金屬離子的有效而經(jīng)濟(jì)的方法。由于成本相對(duì)較低，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，有害的二次產(chǎn)物量少，吸附劑的簡(jiǎn)單再生。

傳統(tǒng)的吸附材料，如粘土礦物，納米金屬氧化物（NMO），納米級(jí)零價(jià)鐵（NZVI），層狀雙氫氧化物（LDHs），層狀金屬硫化物（LMS），活性炭（AC），碳質(zhì)材料，有序介孔碳（OMC），有機(jī)樹脂，碳納米管（CNTs）和氧化石墨烯（GO）等已廣泛應(yīng)用于有毒/放射性金屬離子的吸附。然而，這些吸附劑材料通常具有一個(gè)或幾個(gè)以下缺點(diǎn)：

（i）吸附動(dòng)力學(xué)緩慢/選擇性有限（LDH，NMO和粘土）；

（ii）孔徑或孔體積小（AC，含碳材料）；

（iii）再生和可重復(fù)使用性差（有機(jī)樹脂）；

（iv）相對(duì)較低的熱，化學(xué)和輻射穩(wěn)定性（LMS）；

（v）相對(duì)復(fù)雜的制備和生產(chǎn)規(guī)模小（CNT和GO）；

（vi）吸附能力低。

因此，非常需要開發(fā)用于更有效和高效吸附的先進(jìn)多孔材料以克服現(xiàn)有限制，并且通過經(jīng)濟(jì)的制備方法和良好的再循環(huán)能力使吸附容量最大化。

發(fā)明內(nèi)容