一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用技术

技术编号:18710759 阅读:33 留言:0更新日期:2018-08-21 22:39
本发明专利技术公开一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用,制备方法包括以下步骤:1)将硝酸铜和2,5‑二(3’,5’‑二羧基苯基)‑苯甲酸混合之后加入溶剂中搅拌,然后加入氟硼酸搅拌,得到混合溶液A;2)将密封有由步骤1)中得到的混合溶液A的玻璃瓶放置于温度为85℃‑95℃反应8‑12h,即可得到晶体B;3)用乙醇清洗由步骤2)得到的晶体B三遍,然后再放置于乙醇中浸泡,最后置于烘箱内干燥,即可得到铜金属有机骨架化合物;本发明专利技术制备方法简易、产率高,本方法制备出来的化合物对水的稳定性好,对药物污染物的吸附能力好,还具有一定的脱附能力和循环利用的能力,因此在吸附环境水体中的药物残留方面具有潜在应用。

Preparation method and application of a copper metal organic framework compound

The invention discloses a preparation method of copper metal organic skeleton compound and its application. The preparation method comprises the following steps: 1) mixing copper nitrate with 2,5_bis (3', 5'dicarboxyphenyl) benzoic acid, adding stirring in solvent, then adding fluoroboric acid to stir, and obtaining mixed solution A; 2) sealing by step 1; The glass bottle of mixed solution A obtained in the process is placed at 85 95 reaction temperature for 8 12 h, and then crystal B obtained by step 2 is washed with ethanol for three times, then soaked in ethanol, and finally dried in an oven, the copper metal organic skeleton compound can be obtained. The compound prepared by this method has good stability to water, good adsorption ability to drug pollutants, and also has certain desorption ability and recycling ability, so it has potential application in adsorbing drug residues in environmental water.

【技术实现步骤摘要】
一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用
本专利技术涉及药学污染物吸附剂
,特别涉及一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用。
技术介绍
随着社会的进步以及医药行业的发展,最近的几十年,越来越多的水系环境中被检测出多种药物、药物代谢物和药用辅料残留。其中药物主要包括抗生素类、激素类、抗炎类等药物,而药用辅料主要包括增溶剂、助溶剂、乳化剂、着色剂、黏合剂等。这些药物、药物代谢物和药用辅料结构复杂,成分多样,在自然条件下自行降解缓慢。同时随着人们不断的生产、使用,排放到水体中的药物、药物代谢物和药用辅料越来越多,尽管目前被检测出来的药物浓度远较低于药物效应的最低浓度,但通过水体持久性的接触这类物质仍然会对人类、动植物与生态系统有一定的害处。目前药物污染物的去除方法主要有活性污泥吸附、生物降解、光催化法降解、氧化作用等,但由于各自的缺点,限制了其应用。活性污泥吸附只是将污染废水体系中药物污染物转移到土壤中,无法彻底地将药物从环境这中清除掉。生物降解和光催化法降解过程十分缓慢,不足以抵消日益增加排放到水中的药物污染物。而对于氧化作用,由于其成本消耗高难以广泛应用。相比之下,吸附法具有操作简单,成本低廉,效率高,能实现广泛应用等特点,合适作为除去水体药物污染物的方法。目前有多种材料可以作为吸附剂,例如活性炭、碳纳米管、离子交换树脂、金属氧化物等,但是碳纳米管生产成本高,难以大规模应用;活性炭再生困难,难以重复利用;金属氧化物和离子交换树脂等材料比表面积小,吸附效果不理想。因此,仍有必要继续开发具有吸附效果好、成本低、能够重复利用优点的新型材料,作为除去水体中药物污染物的吸附剂。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是,针对上述现有技术中的不足,提供一种铜金属有机骨架化合物的制备方法及其应用,其制备方法简易,产率高,对水具有很好的稳定性,该方法制备出来的铜金属有机骨架化合物对双氯芬酸钠和盐酸氯丙嗪具有很好的吸附能力,铜金属有机骨架化合物在吸附药物污染物后还具有一定的脱附能力和循环利用的能力,因此铜金属有机骨架化合物在吸附环境水体中的药物残留方面具有潜在应用。为解决上述技术问题,本专利技术的技术方案是:一种铜金属有机骨架化合物的制备方法,包括以下步骤:1)将硝酸铜和2,5-二(3’,5’-二羧基苯基)-苯甲酸混合之后加入溶剂中搅拌3-8min,然后加入氟硼酸搅拌3-8min,得到混合溶液A;2)将密封有由步骤1)中得到的混合溶液A的玻璃瓶放置于温度为85℃-95℃反应8-12h,即可得到晶体B;3)用乙醇清洗由步骤2)得到的晶体B三遍,然后再将经清洗后的晶体B放置于乙醇中浸泡1-3天,最后将经浸泡后的晶体B放置于温度为90℃-110℃的烘箱内干燥8-12h,即可得到铜金属有机骨架化合物。作为一种优选方案,步骤1)中硝酸铜和2,5-二(3’,5’-二羧基苯基)-苯甲酸与溶剂的质量比为1:45-50,其中,硝酸铜和2,5-二(3’,5’-二羧基苯基)-苯甲酸的质量比为3:1。作为一种优选方案,步骤1)中的溶剂为水和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液,其中,水和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:1。作为一种优选方案,步骤1)中氟硼酸与溶剂体积的体积比为1:10-15。作为一种优选方案,步骤3)中在将经清洗后的晶体B放置于乙醇中浸泡的过程中每隔12h更换一次乙醇。一种铜金属有机骨架化合物的应用,如上所述的制备方法制备得到的铜金属有机骨架化合物作为药物污染物吸附剂吸附水体中的盐酸氯丙嗪和双氯芬酸钠。作为一种优选方案,所述铜金属有机骨架化合物吸附浓度为200-1000mg/L的盐酸氯丙嗪溶液中的盐酸氯丙嗪,所述铜金属有机骨架化合物吸附浓度为500-1300mg/L的双氯芬酸钠溶液中的双氯芬酸钠。作为一种优选方案,所述铜金属有机骨架化合物在温度为20℃-60℃的情况下吸附盐酸氯丙嗪和双氯芬酸钠。作为一种优选方案,所述铜金属有机骨架化合物在PH值为6.5-10.5的条件下吸附双氯芬酸钠,所述铜金属有机骨架化合物在PH值为3.5-6.5的条件下吸附盐酸氯丙嗪。作为一种优选方案,所述铜金属有机骨架化合物对双氯芬酸钠的吸附率达到49%,所述铜金属有机骨架化合物对盐酸氯丙嗪的吸附率达到28%。本专利技术的有益效果是:铜金属有机骨架化合物的制备方法简易,产率高;而使用该方法制备出来的铜金属有机骨架化合物表现出规律排布的纳米孔径、高表面积和高孔隙率,对水具有良好的稳定性,在高温条件下能稳定降解,在一定的酸碱范围内具有很好的稳定性,铜金属有机骨架化合物对双氯芬酸钠和盐酸氯丙嗪具有很好的吸附能力,其中,铜金属有机骨架化合物对双氯芬酸钠的吸附率达到49%,铜金属有机骨架化合物对盐酸氯丙嗪的吸附率达到28%,同时铜金属有机骨架化合物吸附能力还会随着温度降低或吸附物的浓度提高而在一定程度上有所提高,在较广的pH值范围内依旧具有很好的吸附能力;铜金属有机骨架化合物在吸附药物污染物后还具有一定的脱附能力和循环利用的能力,因此铜金属有机骨架化合物在吸附环境水体中的药物残留方面具有潜在应用。附图说明图1是铜金属有机骨架化合物的三维空间模拟结构图;图2是铜金属有机骨架化合物模拟、铜金属有机骨架化合物晶体、负载双氯芬酸钠后的铜金属有机骨架化合物、负载盐酸氯丙嗪后的铜金属有机骨架化合物、脱附双氯芬酸钠后的铜金属有机骨架化合物以及脱附盐酸氯丙嗪后的铜金属有机骨架化合物的X射线衍射图;图3是铜金属有机骨架化合物、盐酸氯丙嗪、双氯芬酸钠、负载盐酸氯丙嗪后的铜金属有机骨架化合物以及负载双氯芬酸钠后的铜金属有机骨架化合物的红外光谱;图4是铜金属有机骨架化合物、盐酸氯丙嗪、双氯芬酸钠、负载盐酸氯丙嗪后的铜金属有机骨架化合物以及负载双氯芬酸钠后的铜金属有机骨架化合物的热重分析图;图5是铜金属有机骨架化合物对不同浓度的盐酸氯丙嗪和双氯芬酸钠的吸附情况分析图;图6是铜金属有机骨架化合物吸附盐酸氯丙嗪和双氯芬酸钠的吸附平衡时间分析图;图7是铜金属有机骨架化合物在不同温度下吸附盐酸氯丙嗪和双氯芬酸钠的情况分析图;图8是铜金属有机骨架化合物在不同pH值下吸附双氯芬酸钠的情况分析图;图9是铜金属有机骨架化合物在不同pH值下吸附盐酸氯丙嗪的情况分析图;图10是吸附盐酸氯丙嗪和双氯芬酸钠饱和后的铜金属有机骨架化合物的脱附情况分析图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作进一步详细说明。实施例1一种铜金属有机骨架化合物的制备方法,包括以下步骤:1)将2.7g硝酸铜和0.9g2,5-二(3’,5’-二羧基苯基)-苯甲酸混合之后加入166mL的水和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液中搅拌3min,然后加入11mL氟硼酸搅拌8min,得到混合溶液A,其中,水和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:1;2)将密封有由步骤1)中得到的混合溶液A的玻璃瓶放置于温度为85℃的条件下反应12h,即可得到晶体B;3)用乙醇清洗由步骤2)得到的晶体B三遍,然后再将经清洗后的晶体B放置于乙醇中浸泡1天,期间每隔12h更换一次乙醇,最后将经浸泡后的晶体B放置于温度为90℃的烘箱内干燥12h,即可得到铜金属有机骨架化合物。实施例2一种铜金属有机骨架化合物的制备方法,包括以下步骤:1)将2.7g硝酸铜和0.9g2本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种铜金属有机骨架化合物的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:1)将硝酸铜和2,5‑二(3’,5’‑二羧基苯基)‑苯甲酸混合之后加入溶剂中搅拌3‑8min,然后加入氟硼酸搅拌3‑8min,得到混合溶液A;2)将密封有由步骤1)中得到的混合溶液A的玻璃瓶放置于温度为85℃ ‑95℃反应8‑12h,即可得到晶体B;3)用乙醇清洗由步骤2)得到的晶体B三遍,然后再将经清洗后的晶体B放置于乙醇中浸泡1‑3天,最后将经浸泡后的晶体B放置于温度为90℃‑110℃的烘箱内干燥8‑12h,即可得到铜金属有机骨架化合物。

【技术特征摘要】
1.一种铜金属有机骨架化合物的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:1)将硝酸铜和2,5-二(3’,5’-二羧基苯基)-苯甲酸混合之后加入溶剂中搅拌3-8min,然后加入氟硼酸搅拌3-8min,得到混合溶液A;2)将密封有由步骤1)中得到的混合溶液A的玻璃瓶放置于温度为85℃-95℃反应8-12h,即可得到晶体B;3)用乙醇清洗由步骤2)得到的晶体B三遍,然后再将经清洗后的晶体B放置于乙醇中浸泡1-3天,最后将经浸泡后的晶体B放置于温度为90℃-110℃的烘箱内干燥8-12h,即可得到铜金属有机骨架化合物。2.根据权利要求1所述的铜金属有机骨架化合物的制备方法,其特征在于:步骤1)中硝酸铜和2,5-二(3’,5’-二羧基苯基)-苯甲酸与溶剂的质量比为1:45-50,其中,硝酸铜和2,5-二(3’,5’-二羧基苯基)-苯甲酸的质量比为3:1。3.根据权利要求1所述的一种铜金属有机骨架化合物的制备方法,其特征在于:步骤1)中的溶剂为水和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液,其中,水和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:1。4.根据权利要求1所述的一种铜金属有机骨架化合物的制备方法,其特征在于:步骤1)中氟硼酸与溶剂体积的体积比为1:10-15。5.根据权利要求1所述的一种铜金属...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘建强罗志董范舒然张肇升刘伟聪许楚婕李宝红郑明彬沈鑫韩瑶瑶
申请(专利权)人:广东医科大学
类型:发明
国别省市:广东,44

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