[發(fā)明專利]一種負(fù)載Fe-MOF的活性炭纖維材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010114652.3
• 申請(qǐng)日: 2020-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN111254707B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王春梅;王靜;婁婭婭;董艷超;吳云;李龍飛;宋文英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類號(hào): D06M15/37
• 分類號(hào): D06M15/37;D06M10/08;C08G83/00;C02F1/28;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/30;D06M101/40
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本發(fā)明公開了一種負(fù)載Fe?MOF的活性炭纖維材料的制備方法，本發(fā)明將高比表面積、高孔隙率且孔體積和孔徑可調(diào)的Fe?MOF負(fù)載在活性碳纖維上制成功能纖維材料，該方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，原料成本低，綜合利用活性炭纖維及Fe?MOF的優(yōu)良性能，對(duì)印染廢水中高濃度有機(jī)染料具有優(yōu)異的脫色效果；將Fe?MOF負(fù)載到活性炭纖維上，可以解決粉末狀Fe?MOF在廢水處理中難回收再利用的困難，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種負(fù)載Fe-MOF的活性炭纖維材料的制備方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，產(chǎn)生了大量有毒有害的污染物，嚴(yán)重威脅著人類賴以生存的生態(tài)系統(tǒng)和人類的生存發(fā)展空間。目前人們?cè)谌コh(huán)境污染物方面已經(jīng)做了很多努力，并發(fā)展了多種環(huán)境污染治理技術(shù)。印染行業(yè)作為紡織工業(yè)重要的組成部分，是紡織品生產(chǎn)鏈中產(chǎn)品深加工、提升品質(zhì)、功能和價(jià)值的重要環(huán)節(jié)，是高附加值服裝面料、家用紡織品和產(chǎn)業(yè)用紡織品等產(chǎn)業(yè)的重要技術(shù)支撐。但印染廢水量大，污染重，是典型的難處理的有機(jī)廢水，尤其是色度高。

活性炭纖維是一種高效的吸附材料，其比表面積大，內(nèi)部有著大量相互貫通復(fù)雜的微孔結(jié)構(gòu)。活性炭纖維耐高溫、耐腐蝕，化學(xué)穩(wěn)定性好，適應(yīng)性強(qiáng)，無論污染物質(zhì)是微量級(jí)還是高濃度，都可采用活性炭纖維進(jìn)行吸附處理，達(dá)到滿意效果，在很多領(lǐng)域中可廣泛應(yīng)用。目前市售的活性炭纖維以微孔為主，這就限制了其在大分子吸附領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是在液相吸附領(lǐng)域的應(yīng)用。

金屬有機(jī)框架材料(MOFs)是一類由有機(jī)配體和金屬離子通過自組裝形成具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的材料。與傳統(tǒng)的無機(jī)材料相比，MOFs具有比表面積高、孔形狀規(guī)則、穩(wěn)定性良好、孔道尺寸可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，利用MOFs吸附去除環(huán)境污染物的研究受到人們的廣泛關(guān)注，其中Fe-MOFs用于環(huán)境治理中去除水中有機(jī)污染物的研究有很多，F(xiàn)e-MOF大多以吸附劑、催化劑的方式應(yīng)用于有機(jī)污染物的去除。雖然其性能優(yōu)異，但存在著易團(tuán)聚，不易回收等缺點(diǎn)。CN108607610A一種可磁回收的Fe-MOF光催化劑的制備方法及其應(yīng)用，利用材料具有一定的磁性，使材料可以回收重復(fù)利用，但必須通過外加磁場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)分離回收。

為解決上述問題，本發(fā)明將Fe-MOF負(fù)載到活性炭纖維上，制得的功能材料既具有Fe-MOF和活性炭纖維的優(yōu)良性能，又可解決Fe-MOF粉體材料負(fù)載困難和回收利用不易等問題，而且該方法簡(jiǎn)單便捷，可大范圍批量生產(chǎn)，在污水處理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種負(fù)載Fe-MOF的活性炭纖維材料的制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種負(fù)載Fe-MOF的活性炭纖維材料的制備方法，包括以下步驟：

A、活性碳纖維預(yù)處理；

B、活性碳纖維上原位生長(zhǎng)Fe-MOF。

優(yōu)選的，所述步驟A具體方法為：活性碳纖維先用95-100℃熱水煮10-15min，除去纖維上殘留的水溶性雜質(zhì)，然后將活性碳纖維浸入丙酮中超聲10-15min，進(jìn)一步除去纖維上殘留的油性雜質(zhì)，再用蒸餾水清洗3次，烘干后備用。

優(yōu)選的，所述步驟B具體方法為：

a.將4-6mmol均苯三甲酸加入到15-20mL 1M NaOH溶液中，超聲5-10min，得到溶液A；

b.將0.3-0.5g經(jīng)過預(yù)處理的活性炭纖維加入到溶液A中，超聲5-10min；

c.將6-8mmol七水合硫酸亞鐵加入到50-60mL蒸餾水中，超聲5-10min，得到B溶液；

d.將B溶液緩慢滴加至浸有活性碳纖維的A溶液中，室溫?cái)嚢瑁磻?yīng)20-24h，反應(yīng)結(jié)束后將活性炭纖維取出，用水清洗，烘干。

優(yōu)選的，所述的活性炭纖維為活性炭纖維布或粘。