[發明專利]一種MIL-101(Fe)樹脂復合吸附劑的制法及其所得吸附劑與應用

在審

• 申請號: 202310076388.2
• 申請日: 2023-01-18
• 公開（公告）號: CN116078357A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 楊維本;湯瓊;尹中龍;楊朕;王若丁;黃夏雨;朱煒
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 金詩琦

本發明公開了一種MIL?101(Fe)樹脂復合吸附劑的制備方法，包括以下步驟：(1)對陰離子交換樹脂進行預處理；(2)將六水合三氯化鐵溶于鹽酸中，再加入步驟(1)所得陰離子交換樹脂，攪拌濾出干燥，得到負載鐵的樹脂；(3)將負載鐵的樹脂加到氫氧化鈉溶液中攪拌，洗滌至中性后干燥；(4)將步驟(3)所得物加入N,N?二甲基甲酰胺溶解的對苯二甲酸溶液中，攪拌后在80～120℃反應后，冷卻濾出，洗滌干燥。本發明還公開了該制法所得復合吸附劑及其在吸附水中1～200mg/L草甘膦中的應用。本發明所得的復合吸附劑在負載羥基氧化鐵的基礎上增大了比表面積，提高了對草甘膦的去除性能。

技術領域

本發明屬于水處理吸附復合材料領域，具體為一種MIL-101(Fe)樹脂復合吸附劑的制法及其所得吸附劑與應用。

背景技術

磷是植物生長的必需營養素之一，但淡水生態系統中過量的磷輸入會導致富營養化，目前，研究主要集中在無機磷，對有機磷的關注較少。草甘膦作為一種非選擇性廣譜除草劑，由于其穩定性、高毒性和耐用性，它嚴重污染了河流和湖泊以及地表水和地下水，并已經發現了其對植物，動物和人類健康的有害影響，美國環境保護署已將水中草甘膦的最大濃度設定為0.28mg/L。因此，有必要開發高效的方法來去除水中的草甘膦。

金屬有機框架(MOF)作為一種獨特的有機-無機雜化材料，比金屬氧化物具有更高的比表面積和孔隙率，但大多數MOF材料都是納米多孔/微孔材料，這大大限制了傳質過程。此外，由于顆粒尺寸小，回收和再利用將面臨巨大困難和潛在的環境毒性。到目前為止，已經采取了許多措施來克服這一技術瓶頸。更好的替代方案是將金屬納米顆粒固定在更大的傳統吸附劑中，例如離子交換樹脂，這不僅有助于分散金屬納米顆粒，

還能確保負載的納米顆粒對目標污染物具有特定的親合力，作為鐵基多孔有機聚合物的制備方法之一，納米復合材料的封閉空間溶劑熱合成比堿沉淀法更為嚴格。在合適的溶劑中，在高溫高壓下合成晶體材料是一種可行的方法。它可以調節生長動力學，防止納米顆粒團聚。申請號為CN202210642295.7的中國專利公開了一種金屬-有機骨架材料MIL-101(Fe)的制備方法、應用以及回收利用方法，采用熱溶劑法來制備MIL-101(Fe)，制備的MIL-101(Fe)作為吸附劑用來吸附水體中的四環素，吸附四環素后一步熱解可獲得最終的鐵碳復合吸波材料，但是，該方法制得的MIL-101(Fe)作為吸附劑再生困難且不易回收。

如果僅使用溶劑熱法將鐵活性物質負載到樹脂上，則鐵負載率將達到一定的飽和值，并且材料的晶體結構不明顯。總的來說，現有的鐵負載率有待進一步提高，這樣才能提高在水處理中對膦的吸附效果，并且，現有的吸附材料回收再生困難，有環境毒性。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術的不足，本發明目的是提供一種鐵負載量較高的MIL-101(Fe)樹脂復合吸附劑的制備方法，本發明的另一目的是提供一種具有穩定再生性、抗干擾性的MIL-101(Fe)樹脂復合吸附劑，本發明的再一目的是一種MIL-101(Fe)樹脂復合吸附劑在吸附水中1～200mg/L草甘膦中的應用。

技術方案：本發明所述的一種MIL-101(Fe)樹脂復合吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)對陰離子交換樹脂進行預處理；

(2)將六水合三氯化鐵溶于鹽酸中，再將步驟(1)所得陰離子交換樹脂加入，攪拌濾出干燥，得到負載鐵的樹脂；

(3)將負載鐵的樹脂加到氫氧化鈉溶液中攪拌，洗滌至中性后干燥；

(4)將步驟(3)所得物加入N,N-二甲基甲酰胺溶解的對苯二甲酸溶液中，攪拌后在80～120℃反應16～24h，冷卻后洗滌干燥，得到MIL-101(Fe)樹脂復合吸附劑。

進一步地，步驟(1)中，陰離子交換樹脂為D201樹脂或IRA900樹脂。預處理為將陰離子交換樹脂浸泡在分析級丙酮溶液中純化12～24h。