[發(fā)明專利]一種金屬-有機框架材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110063224.7
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112876689B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高強;張艷梅;陸楠;陳祥;陳立莊
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C07F1/00;B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/22
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種金屬?有機框架材料及其制備方法與應(yīng)用，該金屬?有機框架材料化學(xué)式為[Cu(btr)₂(hpztr)₂·(pztr^?1)₂·(NO₃^?)₃]_n，其中，Hpztr為4?(3，5?二甲基吡唑?4?基)?1,2,4?三唑，btr為4,4’?雙?1,2,4?三氮唑；該材料的制備方法包括以下步驟：(1)合成Hpztr；(2)合成btr；(3)利用混合溶劑將銅鹽和Hpztr、btr進(jìn)行溶解，得到混合溶液；(4)將混合溶液置于90～100℃恒溫干燥箱當(dāng)中反應(yīng)，冷卻至室溫，過濾、洗滌、干燥，即得到金屬?有機框架材料；該材料能夠應(yīng)用在去除水中離子中。該材料具有較高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性；能夠在常溫常壓下有效吸附富集水中陰離子，尤其是吸附速率高和吸附量大；能夠作為一種高效的凈水吸附劑用于去除水中的

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種材料及其制備方法與應(yīng)用，更具體地，涉及一種金屬-有機框架材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

水作為地球上最為寶貴的自然資源之一，對人類及動植物等的生存和發(fā)展具有不可取代的重要意義。然而，隨著人類活動范圍的擴張和現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，水污染日益嚴(yán)峻，現(xiàn)已成為全世界共同面臨的嚴(yán)重問題。工業(yè)廢渣丟棄、化學(xué)廢水排放、核廢料泄漏和農(nóng)藥超標(biāo)使用等在水體中引入了各種各樣不同的有害物質(zhì)。廢水中常見的重金屬離子主要包括砷、銅、鉻、鉛、汞、鎳和鋅離子等。這些離子含量超標(biāo)將對人類和其他生物的生存構(gòu)成了巨大的威脅。要去除水中的這些重金屬離子通常借助多孔材料的吸附或離子交換來實現(xiàn)。目前，用于水中重金屬離子污染物去除的常用多孔材料主要包括沸石、活性炭、粘土和鋁磷酸鹽等幾類。這些多孔材料大多容易獲得，成本較低。然而，這類材料比表面積低、表面修飾存在一定困難，因而污染物的去除速率和吸附量都較差，材料性能不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種能夠吸附水中重金屬離子、吸附速度快、穩(wěn)定性好的金屬-有機框架材料，本發(fā)明的另一目的是提供該金屬-有機框架材料的制備方法，本發(fā)明的另一目的是提供該金屬-有機框架材料的應(yīng)用。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的金屬-有機框架材料，金屬-有機框架材料的化學(xué)式為[Cu(btr)₂(hpztr)₂·(pztr^-1)₂·(NO₃^-)₃]_n，其中，Hpztr為4-(3，5-二甲基吡唑-4-基)-1,2,4-三唑，btr為4,4’-雙-1,2,4-三氮唑。

其中，金屬-有機框架材料的單胞參數(shù)為：α＝90°，β＝90°，γ＝90°。

本發(fā)明所述的金屬-有機框架材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)合成有機配體4-(3，5-二甲基吡唑-4-基)-1,2,4-三唑；

(2)合成有機配體4,4’-雙-1,2,4-三氮唑；

(3)利用混合溶劑將銅鹽和有機配體4-(3,5-二甲基吡唑-4-基)-1,2,4-三唑、4,4’-雙-1,2,4-三氮唑進(jìn)行溶解，得到混合溶液；

(4)將混合溶液置于90～100℃恒溫干燥箱當(dāng)中反應(yīng)，冷卻至室溫，過濾、洗滌、干燥，即得到金屬-有機框架材料。

其中，步驟1包括以下步驟：

(11)將4-硝基-3，5-二甲基吡唑和KOH溶解于去離子水中，加熱至90-100℃，加入SnCl₂·2H₂O，保持溫度不變，繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)完全后冷卻至室溫，過濾固體產(chǎn)物洗滌、干燥；得4-氨基-3，5-二甲基吡唑中間體；