[發(fā)明專利]基于磁性金屬有機(jī)骨架的貴金屬離子吸附材料及制備方法

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• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113477220A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常自勇;曾亮;祁曉月;宮曉莎;王化軍;付廣欽
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;C22B11/00;C22B3/24;C22B7/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種基于磁性金屬有機(jī)骨架的貴金屬離子吸附材料，其特征在于：MOFs的中心金屬為Zr，有機(jī)配體為對苯二甲酸或其衍生物，表達(dá)式為Fe₃O₄@SiO₂@UiO-66-官能團(tuán)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁性金屬有機(jī)骨架的貴金屬離子吸附材料，其特征在于：該材料中Fe₃O₄的含量為1％～50％，材料具有磁性；Fe₃O₄外包覆SiO₂，F(xiàn)e₃O₄的粒徑為5-50nm,SiO₂殼層的厚度為1-30nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁性金屬有機(jī)骨架的貴金屬離子吸附材料的制備方法，其特征在于：包括步驟如下：

(1)將NaHCO₃溶液與三價(jià)鐵鹽溶液按比例混合后反應(yīng)，待生成磚紅色沉淀后，逐滴向混合物中加入還原劑溶液，待磚紅色沉淀變成黑色后，將混合物轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在干燥箱中加熱至120～200℃并保持4～24h，所得產(chǎn)物先用乙醇洗滌3次，隨后用去離子水洗滌3次，真空干燥后即為Fe₃O₄納米粒子；

(2)將步驟(1)中得到的Fe₃O₄納米粒子加入水和乙醇的混合溶液中分散均勻，加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH值為8-10，在攪拌作用下逐滴加入稀釋后濃度為10-50％的原硅酸四乙酯，并持續(xù)攪拌，所得產(chǎn)物經(jīng)磁分離后得到磁性納米粒子Fe₃O₄@SiO₂，先用乙醇洗滌3次，隨后用去離子水洗滌3次，烘干后備用；

(3)將步驟(2)中得到的磁性納米粒子Fe₃O₄@SiO₂加入N,N-二甲基甲酰胺中，加入ZrCl₄和BDC的混合物或ZrCl₄和BDC衍生物的混合物，繼續(xù)超聲至分散均勻，將混合物轉(zhuǎn)移至反應(yīng)容器中并加入一定量的冰醋酸，經(jīng)油浴加熱至100～140℃并保持4～24h，所得產(chǎn)物經(jīng)離心分離后先用DMF洗滌3次，隨后用乙醇和去離子水分別洗滌3次后烘干，即為Fe₃O₄@SiO₂@UiO-66-官能團(tuán)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于磁性金屬有機(jī)骨架的貴金屬離子吸附材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中三價(jià)鐵鹽為FeCl₃、Fe₂(SO₄)₃、Fe(NO₃)₃及其他水溶性鐵鹽中的一種；還原劑包括維生素C、尿酸、谷胱甘肽、維生素E；三價(jià)鐵鹽、NaHCO₃、還原劑的摩爾比為(1-6)：(3-18)：1。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于磁性金屬有機(jī)骨架的貴金屬離子吸附材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中水和乙醇的混合溶液中水和乙醇的體積比為1：(4-5)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于磁性金屬有機(jī)骨架的貴金屬離子吸附材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中BDC衍生物包括2-氨基對苯二甲酸、2,5-巰基對苯二甲酸；ZrCl₄和BDC的混合物或ZrCl₄和BDC衍生物的混合物中ZrCl₄和BDC或ZrCl₄和BDC衍生物的摩爾比為1：1。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于磁性金屬有機(jī)骨架的貴金屬離子吸附材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中Fe₃O₄@SiO₂、ZrCl₄、BDC或BDC衍生物的質(zhì)量比為(1-10)：8：(5-6)，冰醋酸與DMF的體積比為(1～5)：100，反應(yīng)容器中溶液pH值為2～6。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁性金屬有機(jī)骨架的貴金屬離子吸附材料，其特征在于：該吸附材料吸附的貴金屬離子包括金、鉑、鈀、銠，具體吸附步驟如下：

(1)將合成的磁性Fe₃O₄@SiO₂@UiO-66-官能團(tuán)與含有貴金屬離子的溶液混合0.1-24小時(shí)，然后通過磁分離將Fe₃O₄@SiO₂@UiO-66-官能團(tuán)與溶液分離；

(2)分離后將所得的磁性Fe₃O₄@SiO₂@UiO-66-官能團(tuán)與硫脲溶液混合1-24小時(shí)，得到回收的貴金屬離子，并將磁性Fe₃O₄@SiO₂@UiO-66-官能團(tuán)經(jīng)乙醇和去離子水洗滌后，烘干備用，得到再生的磁性Fe₃O₄@SiO₂@UiO-66-官能團(tuán)重復(fù)用于貴金屬離子回收。