[發明專利]一種含N、S金屬有機框架材料的制備及應用

有效

• 申請號: 202210121229.5
• 申請日: 2022-02-09
• 公開（公告）號: CN114479109B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 唐課文;許衛鳳;周淑賢
• 申請（專利權）人: 湖南理工學院
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本專利公開了一種含N、S金屬有機框架材料的制備及應用。利用六水合硝酸鋅與3?氨基?5?巰基?1,2,4?三氮唑通過一步反應制備了一種含N、S功能化原子的金屬有機框架材料（Zn?AMT）。本發明制備方法簡單，利用制備的材料作為吸附劑處理水溶液中三價金離子，具有優異的吸附性能，其吸附量大，吸附速率快、對金的選擇性吸附性能突出，易于脫附和重復利用，為貴金屬的回收利用提供了一種可行的新方法。

技術領域

本發明屬于材料制備技術領域，特別涉及一種含N,S金屬有機框架材料Zn-AMT的合成及其吸附分離水溶液中的Au(III)離子的方法。

背景技術

貴金屬在自然界的含量極低，通常與其他礦藏共生。傳統獲取貴金屬的手段效率低，能耗高，導致貴金屬的回收的產量難以提高，而人類對于貴金屬的需求量卻日益增加。為了應對貴金屬資源的供需矛盾，回收貴金屬必將成為未來的發展方向。貴金屬的回收，不僅能夠使稀缺的資源得到重復使用，并能為社會帶來巨大的經濟效益，且為生態環境的保護起到了促進作用。這一舉措，有利于建設生態文明社會，促進國家經濟發展和科技進步。

金在是應用最為廣泛的貴金屬之一，具有優異的物理、化學性能，如耐高溫氧化、耐腐蝕、耐電性能、導電性良好、較高的催化活性和較強的協調能力等等。在工業應用中，金因其廣泛的用途和不可或缺功能，被稱為工業維生素。目前，應用于金離子分離的方法有化學沉淀、膜過濾、離子交換、吸附、電解和生物處理等。在上述方法中，吸附法因為運行成本低、操作簡單、環境影響小、易于工業化等優點，被廣泛的用于貴金屬的分離。

本研究利用六水合硝酸鋅和3-氨基-5-巰基-1,2,4-三氮唑制備了一種新型的金屬有機框架材料Zn-AMT，利用其表面裸露的N,?S作為吸附位點，對水溶液中Au(III)展現出高效選擇性吸附。

發明內容

本發明的目的是提供了一種對水溶液中Au(III)具有優良吸附性能的含N、S金屬有機框架材料的制備方法，該材料對Au(III)具有高吸附能力、快速吸附速率、高選擇性以及高的重復利用性能。本發明采用的技術方案是：

將一定量的Zn(NO₃)₂·6H₂O和3-氨基-5-巰基-1,2,4-三氮唑加入DMF和水混合溶劑中，在一定溫度下密閉加熱反應一段時間后，反應液冷卻至室溫，然后進行抽濾、洗滌和干燥后得到Zn-AMT。采用Zn-AMT作為吸附劑對水溶液中的Au(III)進行吸附分離，用純度為98%的三氯化金配置一定濃度的Au(III)溶液，用0.1mol/L的氫氧化鈉或HNO₃調節水溶液的pH后，取一定體積溶液加入離心管中，加入一定量的Zn-AMT作為吸附劑，在一定溫度下，置于恒溫水浴振蕩器中充分攪拌一定時間，吸附完成后，取一定量樣品，用原子吸收光譜儀對原溶液和吸附后剩余液的濃度測定，并計算吸附量和吸附率。取一定體積的硫脲溶液加入到50mL的離心管中作為脫附劑，加入5mg吸附后的Zn-AMT材料，置于15-55℃恒溫水浴振蕩器中振蕩脫附0-45h，取出離心管進行離心分離，將脫附后的Zn-AMT材料再次進行吸附；

優選地，制備材料所用混合溶劑DMF和水的體積比為1:3-3:1；

優選地，Zn(NO₃)₂·6H₂O和3-氨基-5-巰基-1,2,4-三氮唑的摩爾比為1:2-1:5；

優選地，3-氨基-5-巰基-1,2,4-三氮唑的摩爾濃度為0.03-0.1mol/L；

優選地，反應溫度為110-180℃，合成時間為12h-72h；

優選地，配制的Au(III)溶液濃度為0-2000mg/L；

優選地，溶液的pH設置為1-6；

優選地，吸附溫度為15-80℃；