[發明專利]一種纖維基吸附材料及其制備方法和回收鈀的應用

有效

• 申請號: 202110458782.3
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113171762B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 馮建;謝蒙;李敏;徐德容;唐貞珍
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;D06M15/37;C22B7/00;C22B11/00;D06M101/28
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 王玉芝

本發明提供一種纖維基吸附材料，以聚丙烯腈纖維為基體，通過化學鍵合的方法接枝金屬有機骨架制得。本發明材料結合了纖維與金屬有機骨架的優點，且化學鍵合的方式相較于物理混合更加牢固，適用于動態吸附，實用性較強，可實現對鈀離子的高效吸附與回收。本發明提供的纖維基吸附材料實現了對鈀離子的選擇性吸附；吸附效率高。本發明提供的回收鈀的方法避免了傳統方法中煅燒、堿熔等步驟以及強氧化劑的使用，成本低廉，可大規模化應用。

技術領域

本發明屬于貴金屬資源回收利用領域，涉及鈀離子吸附回收，具體涉及一種纖維基吸附材料及其制備方法和回收鈀的應用。

背景技術

鈀作為工業需求量高但儲量稀少的貴金屬，具有良好的抗腐蝕性、高導電性、熱穩定性和催化活性，被廣泛用于耐腐蝕材料、催化劑、珠寶以及電氣和電子組件等領域，是航天、航空、航海、兵器好核能等高科技領域以及汽車制造業不可缺少的關鍵材料。隨著電子產品和電氣設備的快速更新，失活催化劑、廢舊電子設備成為了人們回收鈀等貴金屬的重要來源。在高速發展的社會下，鈀的需求呈指數式增長，發展前景不可估量。由于鈀的高消耗和對生物毒性影響，從含鈀固廢中回收鈀具有巨大的經濟價值且有利于環境保護和可持續發展。

CN109438719A公開了及一種改性金屬有機骨架復合材料用于吸附溶液中的鈀離子，方法簡單，但實用性不強。CN110394157A公開了一種用于吸附鈀的UiO-66-NH₂復合材料及其制備方法，該專利提出通過對UiO-66-NH2進行海藻酸改性來提升其流體力學性能，該技術中海藻酸的量不易控制，且海藻酸易包覆UiO-66-NH₂，降低其反應活性。“Metal–organic framework@silica as a stationary phase sorbent for rapid and cost-effective removal ofhexavalent chromium,Journal ofMaterials ChemistryA,6(2018)2742”中報道了一種以SiO₂為基體的吸附材料，其將金屬有機骨架物理包覆在SiO₂表面，易脫落，實應用性較差。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供一種纖維基吸附材料及其制備方法和回收鈀的應用。本發明以聚丙烯腈纖維為基體，并采用化學鍵合的方法接枝金屬有機骨架，結合了纖維流體力學性能好和金屬有機骨架吸附容量大、易調控等優點，制備得到纖維基吸附材料，可以實現對鈀離子的高效吸附與回收。

除特殊說明外，本發明所述份數均為重量份，所述百分比均為質量百分比。

本發明采用如下技術方案：

第一方面，本發明纖維基吸附材料，其特征在于：所述纖維基吸附材料以聚丙烯腈纖維為基體，并采用化學鍵合的方法接枝金屬有機骨架。

優選的，所述金屬有機骨架可以為UiO系列、MIL系列。

第二方面，本發明提供上述纖維基吸附材料的制備方法。本發明提供兩種制備上述纖維基吸附材料的方法，分別為方法A或方法B。

本發明方法A為：

一種纖維基吸附材料的制備方法，包括如下步驟：將聚丙烯腈纖維浸沒于胺溶液中，在110～140℃下加熱攪拌回流4～8小時，將得到的產物洗滌至中性，然后將洗滌后的產物(纖維)浸沒于無水乙醇中，加入羧基化試劑并加入氫氧化鈉調節溶液至堿性，在60～100℃下回流6～10小時，所得產物為改性聚丙烯腈纖維；將改性聚丙烯腈纖維浸沒于溶劑中并加入活化劑，于30～50℃下震蕩活化0.5～2小時；然后將金屬鹽、含氨基的有機配體分散于溶劑中，加入活化好的改性聚丙烯腈纖維，在70～150℃下回流20～25小時，過濾并用洗滌液浸洗，所得固體在50～80℃下真空干燥8～15小時，即得纖維基吸附材料。

本發明方法B為：