一种磁性MOFs固相萃取剂的方法，包括如下步骤：1、采用共沉淀法制备粒径为10-20nm的磁性Fe3O4纳米球；2、采用Stöber硅胶偶联法制备具有核-壳结构的Fe3O4@SiO2；3、通过原位沉淀的方法制备Fe3O4@SiO2@Cu(OH)2；4、通过原位转化的方式合成Fe3O4@SiO2@HKUST-1；5、对步骤4合成的Fe3O4@SiO2@HKUST-1进行后功能化的方式合成Bi-I改性的磁性MOFs固相萃取剂。其优点是：本发明专利技术提供的方法简单便捷、成本低、环境友好；本发明专利技术制备的磁性MOFs固相萃取剂具有吸附速度快、吸附容量大、去除效率高等优势；还可实现低浓度Hg2+的高效去除。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种磁性MOFs固相萃取剂的方法，包括如下步骤：1、采用共沉淀法制备粒径为10-20nm的磁性Fe3O4纳米球；2、采用St?ber硅胶偶联法制备具有核-壳结构的Fe3O4SiO2；3、通过原位沉淀的方法制备Fe3O4SiO2Cu(OH)2；4、通过原位转化的方式合成Fe3O4SiO2HKUST-1；5、对步骤4合成的Fe3O4SiO2HKUST-1进行后功能化的方式合成Bi-I改性的磁性MOFs固相萃取剂。其优点是：本专利技术提供的方法简单便捷、成本低、环境友好；本专利技术制备的磁性MOFs固相萃取剂具有吸附速度快、吸附容量大、去除效率高等优势；还可实现低浓度Hg2+的高效去除。【专利说明】-种磁性MOFs固相萃取剂及其制备方法和应用
本专利技术属于废水处理领域，具体涉及一种磁性MOFs固相萃取剂及其制备方法和 应用。
技术介绍
在众多的样品预处理技术中，固相萃取相对于其它分离富集技术（如液相萃取、 沉淀）而言，因具有操作简单、富集倍数高、相分离速度快、有机溶剂用量少等优点，而受到 了人们的广泛关注。目前，开发具有良好性能的新型固相萃取材料是人们的研究热点。 金属有机骨架材料（MOFs)是一类以金属离子或金属簇为配体中心，与含氧或含 氮的有机配体通过形成具有较强化学键作用的多孔有机无机杂化材料。因其具有超大比 表面积、合成方法简单、种类与性质多样等优点，已被广泛应用于多个领域（Furukawa，H.; Cordova, K. E. ；0 ' Keeffe, M. ;Yaghi, 0? M.，〃The Chemistry and Applications of Metal-organic Frameworks". Science. 2013,341(6149)，123044)，如气体吸附与 分离、催化(Corma, A. ；Garcia, H. ;Xamena, F. X. L. I.，''Engineering Metal Organic Frameworks for Heterogeneous Catalysis". Chem. Rev. 2010, 110(8) ,4606-4655.)、 传感(Kreno, L. E. ；Leong, K. ；Farha, 0. K. ；A11endorf, M. ；Van Duyne, R. P.； Hupp, J. T. , ^Metal-Organic Framework Materials as Chemical Sensors". Chem. Rev. 2012, 112(2), 1105-1125.)、药物附载与释放、成像（Huxford,R.C.; Della Rocca, J. ；Lin, ff. B. , ^Metal-Organic Frameworks as Potential Drug Carriers". Curr.0pin. Chem.Biol. 2010, 14 (2) ,262-268.)、吸附与分离（Li, J.R.; Sculley,J. ；Zhou,H.C.,^Metal-Organic Frameworks for Separations".Chem. Rev. 2012,112(2),869-932.)等。据不完全统计在过去的几十年间，报道了 20, 000多种不 同的MOFs。但其作为固相萃取剂时，却均存在与母液分离困难的问题。 磁固相萃取技术自 1999 年（Sal'ahkovfi., M，； Salhfik, I., ''Magnetic Solid-phase Extraction". J.Magn. Magn. Mater. 1999, 194(1), 108-112.)首次应用于分析领域以来， 由于其可在外加磁场下实现快速磁分离的独特性质而倍受人们的亲睐，已被广泛应用于生 物技术、药物控制释放、生物大分子（酶、多肽、蛋白质）分离等领域。在过去的十几年里， 越来越多的磁固相萃取材料已被应用于金属离子检测与分离领域，单纯的磁性Fe3O4材料 吸附能力有限且选择性较差，故而需要在其表面进行适当的修饰以提高吸附性能及其选择 性。但是采用原位转化的方式制备具有磁性的纳米Fe3O4与MOFs的复合材料尚未报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现在制备技术的不足，提供一种简单经济环境友好的磁性 MOFs固相萃取剂及其制备方法和应用。该方法制备的萃取剂的吸附速度快，吸附容量大，适 用的pH范围宽，可适用于重金属废水的快速处理。 本专利技术的目的通过下述技术方案实现： -种磁性MOFs固相萃取剂，包括磁性Fe3O4核及Fe 3O4核外依次包裹的SiO2层和 HKUST-I层，所述HKUST-I层键连有Bi-I。 所述磁性Fe3O4核的粒径为10-20nm。 -种制备上述磁性MOFs固相萃取剂的方法，包括如下步骤： (1)采用共沉淀法制备粒径为10-20nm的磁性Fe3O4纳米球； ⑵以四乙氧基硅烷为偶联剂，以步骤⑴制备的磁性Fe3O4纳米球为核，采用 St6ber硅胶偶联法制备具有核-壳结构的Fe3O4OSiO2 ; (3)将步骤（2)制备的Fe3O4OSiO2超声分散至纯水中，加入可溶性铜盐，超声混 合，在搅拌下，调节其pH值为8-10,然后依次对其进行加热、洗涤、干燥处理，得Fe3O4OSiO 2Ii Cu (OH)2 ； (4)将步骤（3)制备的Fe3O4OSiO2IgCu(OH) 2分散于纯水后，与H3BTC的乙醇溶液混 合，搅拌，洗漆，活化，即得Fe3O4OSiO2IgHKUST-I ; (5)将步骤⑷制备的Fe3O4OSiO2IgHKUST-I加入到无水有机溶剂中，形成悬浊液， 再加入Bi-I，依次进行搅拌、洗涤、干燥，得磁性MOFs固相萃取剂。 所述步骤⑶中Fe3O4OSiO2与可溶性铜盐的质量比为I :2-2 :1 ;所述可溶性铜盐 为 CuCl2 .H2CKCu (NO3)2 (H2O) 2.5、CuS04*Cu (CH3COO)2 .H2O ;所述搅拌的条件为：转速400-600 转/分。 所述步骤（3)中的加热处理条件为：温度80-90°C，时间2-3h ;洗涤为先用高纯水 洗涤，再用乙醇洗涤；干燥条件为：温度30-50°C，时间12小时。 所述步骤⑷中 Fe3O4OSiO2OCu(OH)2 与 H3BTC 的质量比为 11-22 :15。 所述步骤⑷中搅拌的时间为6-1? ;活化条件为：温度150°C，时间12h。 所述步骤（5)中所述无水有机溶剂为无水乙醚；Fe3O4OSiO 2IgHKUST-I与Bi-I的质 量比为4 :1-1 :4。 上述磁性MOFs固相萃取剂在重金属废水处理中的应用。 所述重金属为Hg。 所述Bi-I是二巯基噻二唑的简称，也称铋试剂-I。 步骤（3)中用高纯水代替纯水效果更好。 本专利技术提供的磁性MOFs固相萃取剂的制备方法为（其合成路线示意图 如图 1 所示）：（1)采用共沉淀法（Liu, X. ;Ma, Z. ;Xing, J. ;Liu,本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁性MOFs固相萃取剂，其特征在于：包括磁性Fe3O4核及Fe3O4核外依次包裹的SiO2层和HKUST‑1层，所述HKUST‑1层键连有Bi‑I。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌，黄理金，何蔓，陈贝贝，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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