[發明專利]一種吸附材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210084546.4
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114522671A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 張曉霞;黃德銀;張曉美;韋高玲;田婷婷;劉秀英
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院生態環境與土壤研究所
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 齊鍵

本發明公開了一種吸附材料及其制備方法和應用。一種吸附材料，吸附材料為海藻酸鹽和有機金屬骨架復合材料；有機金屬骨架為NUS?8。本發明的吸附材料對廢水中染料實現有效分離，且吸附過程簡單，吸附后與水體易分離。本發明的吸附材料的制備方法簡單，操作方便。本發明的金屬有機骨架制備方法簡單，不需要在高溫下進行反應，在室溫條件下進行反應，安全性高、節能環保。

技術領域

本發明涉及材料制備技術領域，具體涉及一種吸附材料及其制備方法和應用。

背景技術

染料在給人們的生活帶來絢麗多彩的顏色并產生巨大經濟效益的同時，也產生大量對環境有害的染料廢水，染料廢水排放到環境水域中，導致自然水域的污染。某些染料在濃度較低時就能使接受水體產生明顯的顏色，因此即便是少量的染料也會污染大面積水域。隨著染料工業的不斷發展，其生產廢水已成為主要的水體污染源。染料大多數由有害的化學物質諸如聯苯胺、金屬等構成，某些染料具有致癌和致突變的作用，這些廢水在排放到水域前必須經過處理。

金屬有機骨架材料(Mental Organic Frameworks，MOFs)是由含氧、氮等的多齒有機連接體(大多為芳香多酸和多堿)與金屬離子自我組裝而成多維周期性網絡結構的晶體材料，一般以金屬離子為連接點，有機配體位支撐構成空間三維延伸；不同的金屬離子或不同氧化狀態的同種金屬離子，與不同類型的有機配體反應，可生成不同骨架結構。金屬有機骨架(MOF)結構和孔徑的多樣性以及高表面積和吸附親和力使MOF在節能環保地分離混合物方面具有巨大潛力。

發明內容

本發明的目的之一目的在于提供一種吸附材料，本發明的目的之二在于提供這種吸附材料的制備方法，本發明的目的之三在于提供這種吸附材料的應用，本發明目的之四在于提供一種吸附廢水中染料的方法。

為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：

本發明第一方面提供了一種吸附材料，吸附材料為海藻酸鹽和有機金屬骨架復合材料；有機金屬骨架為NUS-8。

優選的，這種吸附材料中，吸附材料的直徑為1.5-3mm；進一步優選的，吸附材料的直徑為1.5-2.5mm；再進一步優選的，吸附材料的直徑為1.8-2.0mm。

優選的，這種吸附材料中，海藻酸鹽和有機金屬骨架的質量比為(4-2500)：1；進一步優選的，海藻酸鹽和有機金屬骨架的質量比為(4-100)：1；再進一步優選的，海藻酸鹽和有機金屬骨架的質量比為(4-49)：1；更進一步優選的，海藻酸鹽和有機金屬骨架的質量比為(4-20)：1。

優選的，這種吸附材料中，海藻酸鹽為海藻酸鈉、海藻酸鉀中的至少一種。

優選的，這種吸附材料中，有機金屬骨架的制備方法如下：

1,3,5-均苯三甲酸(H₃BTB)、金屬鹽溶液與溶劑混合，室溫下反應，得到有機金屬骨架。

進一步優選的，這種有機金屬骨架的制備方法，金屬鹽為鋯源、鉿源中的至少一種；再進一步優選的，金屬鹽為ZrCl₄、HfCl₄中至少的一種；更進一步優選的，金屬鹽為ZrCl₄。

進一步優選的，這種有機金屬骨架的制備方法，1,3,5-均苯三甲酸與金屬鹽的摩爾質量比為1：(0.8-1.2)；再進一步優選的，1,3,5-均苯三甲酸與金屬鹽的摩爾質量比為1：(0.9-1.1)。

進一步優選的，這種有機金屬骨架的制備方法，溶劑包括水、乙酸、甲醇和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的至少一種；再進一步優選的，溶劑為水、乙酸、DMF混合液；更進一步優選的，DMF、水和乙酸的體積比為5：(1-2)：1；在本發明的一些優選實施例中，DMF、水和乙酸的體積比為5：1.5：1。