[發明專利]一種快速檢測金屬鉻的復合材料的制備方法及復合材料

在審

• 申請號: 202110371400.3
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113070037A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 戴福強;孔祥扇;陳聰;劉慧;張健;黎祥韻;袁擷豐;高薛斌
• 申請（專利權）人: 深圳優地環境科技有限公司
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/22
• 代理公司: 中山市科企聯知識產權代理事務所(普通合伙) 44337
• 代理人: 楊立銘

本發明提供的一種快速檢測金屬鉻的復合材料的制備方法及復合材料，該方法以大孔海綿為原料，以有機硅烷偶聯劑對海綿進行表面改性，然后在大孔海綿內外表面生長微孔MOFs制備多級孔海綿@MOFs復合材料。該材料對廢水中重金屬鉻離子具有較好的吸附性能，多級孔，既有大孔又有微孔可將海綿對鉻離子的吸附性提升70％以上；原料廉價易得，未使用昂貴的原料，因而材料的生產成本較低；材料制備工藝條件溫和，工藝流程較為簡單，安全性、可行性、適合工業化批量生產。

技術領域

本發明屬于多級孔復合吸附材料制備技術領域，尤其涉及一種快速檢測金屬鉻的復合材料的制備方法及復合材料。

背景技術

現在，重金屬一般指比重大于5的金屬(密度大于每立方厘米4.5克的金屬)，常見的是金、銀、銅、鉻、鐵、鉛等。重金屬污染與其他有機化合物產生的污染不同，部分有機化合物可以通過自然界自身的凈化作用，使其有害性降低或解除。而重金屬很難在環境中降解，在環境或生物體內其有富集性。由于少部分企業或研究機構對重金屬進行開采、冶煉、加工等工序沒有進行嚴格的后處理，導致有不少如鉛、鉻、汞、鎘、鈷等重金屬進入大氣、水及土壤等自然環境，對環境造成了難以磨滅的不良影響。然而，重金屬具有很強的毒性，即便是微量也具有顯著的毒性，同時它也不能被絕大多數的微生物降解，并且重金屬一旦進入生物體，很容易在生物體內或可能僅在某個器官中進行不斷累積，累計的重金屬離子極易與生物體內蛋白質發生反應而使之變性，從而損害生物體。時至今日，重金屬污染已經成為全球聚焦的重大環境問題，引起了社會各界人士的廣泛關注，而重金屬污染防治則成為了國際環保工作者的研究熱點和攻克目標。因此，開展重金屬廢水的處理對人類生產生活和社會發展具有重要的意義。

目前，處理重金屬廢水的方法主要有以下幾類：1、化學沉淀法，加入一些化學試劑與金屬離子生成難溶的金屬鹽沉淀；2、鐵氧體法，加入一些由鐵離子、氧離子組成的氧化物晶體與金屬離子反應生成難溶的鐵氧體沉淀；3、離子交換法，利用離子交換樹脂與重金屬離子進行離子交換；4、膜分離法，在高壓下，將料液以一定流速流過超濾膜進行過濾；5、浮選法：利用表面物理、化學性質的不同，使用特定化學試劑與重金屬離子結合生成懸浮的顆粒，當鼓入空氣后，在顆粒或沉淀上使氣泡附著從而實現與廢水分離；6、電化學法，利用電化學反應處理金屬離子；7、吸附法：利用多孔固體材料擁有高比表面，或是其存在能與重金屬離子配位的活性基團，進行吸附金屬離子。在各種方法中，吸附法因其操作簡單、效率較高、成本較低等優點具有良好的發展前景。

常見的用于重金屬廢水處理的吸附材料大致有天然吸附材料、合成吸附材料和生物吸附材料。天然吸附材料本身存在結構等方面的缺陷，難以達到一個好的吸附效果。合成吸附材料主要是依據不同的性能需求，通過物理化學方法設計進行制備。它具有比天然吸附材料更優越的性能基礎，能夠滿足不同的吸附要求以及吸附條件。現階段常用的有碳質吸附材料、合成樹脂材料、合成多孔材料以及合成納米材料等。然而，現有的這些材料或多或少存在制備工藝繁瑣，規模化生產難以實現，生產成本較高及吸附效率低等缺陷。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供一種對金屬鉻具有高吸附性的復合材料的制備方法及復合材料，旨在解決現有技術制備工藝繁瑣，規模化生產難以實現，生產成本較高及吸附效率低的問題。

為了達到上述目的，本發明采取了以下技術方案：

一種快速檢測金屬鉻的復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、在堿性溶液中以有機硅烷偶聯劑對海綿進行改性，以便微孔MOFs在大孔海綿上生長；

B、采用溶劑熱反應方法將微孔MOFs生長在海綿的內外表面上制備出多級孔海綿@MOFs復合材料。

優選的，所述堿性溶液為氫氧化鉀或氫氧化鈉或碳酸氫鈉或陰離子樹脂。

優選的，所述大孔海綿為發泡聚氨酯或聚乙烯醇或聚醚或聚三聚氰胺。