一种高效选择性吸附亚硒酸根吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效选择性吸附亚硒酸根吸附剂的制备方法，属于污水处理领域。该吸附剂以五水硝酸铋和均苯三甲酸为原料，具有丰富的吸附活性位点、特殊的有机金属框架物(MOFs)微孔孔道结构，此材料用于亚硒酸根吸附剂使用时具有较高的吸附量(饱和吸附量能达到255.3mg/g)。传统的亚硒酸根吸附剂在存许多的缺陷，选择性较低，饱和吸附量较小，较窄的pH适用范围，以及在较大浓度的竞争离子存在的情况下原则性低。因此，开发出一种高效的，具有酸碱稳定性的，高选择性的亚硒酸根离子的吸附剂具有重要的意义。本发明专利技术中，铋基MOF(BI‑MOF)吸附剂的制备非常简单便捷，并且其具备的特殊MOF孔道结构能进一步的保证其高效的吸附性能，是非常有前景的亚硒酸根吸附剂材料。

Preparation method of highly efficient selective adsorbent for selenite adsorbent

The invention discloses a highly efficient selective adsorption method for selenite adsorbent, which belongs to the field of sewage treatment. The adsorbent is composed of five bismuth nitrate and benzoic acid three formic acid, with rich adsorption site and special organometallic framework (MOFs) micropore structure. This material has high adsorption capacity when used for selenite adsorbents (saturated adsorption capacity can reach 255.3mg/g). The traditional selenite adsorbents have many defects, low selectivity, smaller adsorption capacity, narrow pH application range, and low principle in the presence of large concentration of competitive ions. Therefore, it is of great significance to develop an efficient adsorbent with high acid and alkali stability and high selectivity for selenite. In this invention, the preparation of bismuth based MOF (BI MOF) adsorbent is very simple and convenient, and its special MOF channel structure can further ensure its efficient adsorption performance. It is a very promising selenite adsorbent material.

【技术实现步骤摘要】
一种高效选择性吸附亚硒酸根吸附剂的制备方法
本专利技术属于污水处理领域，具体涉及一种高效选择性吸附亚硒酸根吸附剂的制备方法。
技术介绍
污水中的硒主要是以亚硒酸根离子和硒酸根离子的形式存在的，但由于具有较低价态的亚硒酸根离子的毒性是强于硒酸根离子的，因此处理污水中的亚硒酸根离子具有更高的优先权。而目前常用处理亚硒酸根离子的方式有：沉降、过滤、离子交换、膜分离和吸附。然而，相对于其他几种处理手段而言，吸附处理方式显得更加的高效，经济适用和吸附剂更加容易合成。所以，吸附是目前处理污水中的亚硒酸根离子最优的选择。常用的吸附剂有一下几类：金属氧化物(氧化铝，氧化铁，氧化钙)、双金属氧化物(铁锰双金属氧化物)和双金属氢氧化物(镁铝双金属氢氧化物)。然而，由于以上几种吸附剂存在明显的缺陷和不足(非常低的饱和吸附量，较慢的吸附平衡，在偏强酸强碱环境下的不稳定性，以及非常低的选择性)。因此，开发出一种高效的，具有非常好的稳定性的，高选择性的亚硒酸根吸附剂对于处理污水中的亚硒酸根而言是非常紧迫的。基于商业的氧化铋对于亚硒酸根有一定的吸附性能，然而因为其比表面积较小，孔道结构不发达，不利于亚硒酸根与其吸附活性位点充分的接触。因此开发出一种新型的具备更大比表面积的铋基吸附剂是解决这个问题的关键。而Bi-MOF这种特殊的材料满足以上的各类要求，并且已经通过吸附实验验证了其卓越的吸附性能。因此，这类材料将会是污水处理领域中不可替代的一种新型材料。
技术实现思路
本专利技术利用来源丰富的铋盐和配体作为原料，制备了可用作亚硒酸根吸附剂的具有特殊孔道结构的吸附剂材料Bi-MOF。本专利技术制备过程简单，不需要昂贵设备，所得产品质量高性能好，稳定性好，选择性强在将来亚硒酸根以及其他阴离子吸附应用中具有光明的前景。一种高效选择性吸附亚硒酸根吸附剂的制备方法，制作过程包括以下步骤：1)配置30mL质量浓度为2.5mg/mL的Bi3+甲醇溶液，加入30mL质量浓度为12.5mg/mL的均苯三甲酸甲醇溶液，搅拌后得到Bi3+-均苯三甲酸混合溶液；2)将混合溶液在恒温烘箱中加热反应，经过100℃-180℃，反应时间为12h-48h处理，得到产物A；3)将上述产物A用无水甲醇滤洗之后，60℃干燥得到最终产物Bi-MOF；4)将上述吸附剂Bi-MOF用作亚硒酸根吸附实验中，并且用火焰原子分光光度法测试其吸附性能。本专利技术使用的原料主要是铋盐，其在地壳中存储量大，并且合成放大经济适用，产量大。本专利技术方法制备的具有特殊MOF孔道结构的吸附剂具有目前为止最高的亚硒酸根吸附性能，具有非常快的吸附平衡特性，并且在pH4-11环境下吸附性能非常稳定，以及在非常大浓度下的共存阴离子的环境下也具备非常好的选择性。附图说明图1是具体实施例1得到的具有特殊MOF孔道结构的Bi-MOF的SEM图。图2是具体实施例1得到的具有特殊MOF孔道结构的Bi-MOF的XRD图。图3是具体实施例1得到具有特殊MOF孔道结构的Bi-MOF的在pH4-11的稳定性图，其对亚硒酸根的吸附性能基本不受pH值变化所影响，也验证了其出色的吸附稳定性。图4是具体实施例1得到具有特殊MOF孔道结构的Bi-MOF的选择性，在浓度比为2000的竞争离子存在的情况下，具有非常好的选择性。图5是具体实施例1得到具有特殊MOF孔道结构的Bi-MOF的等温吸附浓度曲线，Bi-MOF能够达到一个比较理想的最大饱和吸附量。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下结合具体实施例，对本专利技术进行详细说明。实施例11)配置30mL质量浓度为2.5mg/mL的Bi3+甲醇溶液，加入30mL质量浓度为12.5mg/mL的均苯三甲酸甲醇溶液，搅拌后得到Bi3+-均苯三甲酸混合溶液；2)将混合溶液在恒温烘箱中加热反应，经过120℃，反应时间为24h处理，得到产物A；3)将上述产物A用无水甲醇滤洗之后，60℃干燥得到最终产物Bi-MOF；4)将上述吸附剂Bi-MOF用作亚硒酸根吸附实验中，并且用火焰原子分光光度法测试其吸附性能。实施例21)配置30mL质量浓度为2.5mg/mL的Bi3+甲醇溶液，加入30mL质量浓度为12.5mg/mL的均苯三甲酸甲醇溶液，搅拌后得到Bi3+-均苯三甲酸混合溶液；2)将混合溶液在恒温烘箱中加热反应，经过150℃，反应时间为24h处理，得到产物A；3)将上述产物A用无水甲醇滤洗之后，60℃干燥得到最终产物Bi-MOF；4)将上述吸附剂Bi-MOF用作亚硒酸根吸附实验中，并且用火焰原子分光光度法测试其吸附性能。实施例31)配置30mL质量浓度为2.5mg/mL的Bi3+甲醇溶液，加入30mL质量浓度为12.5mg/mL的均苯三甲酸甲醇溶液，搅拌后得到Bi3+-均苯三甲酸混合溶液；2)将混合溶液在恒温烘箱中加热反应，经过100、110、130、140、160、170、180℃，反应时间为12h、24h、36h、48h处理，得到产物A；3)将上述产物A用无水甲醇滤洗之后，60℃干燥得到最终产物Bi-MOF；4)将上述吸附剂Bi-MOF用作亚硒酸根吸附实验中，并且用火焰原子分光光度法测试其吸附性能。应该理解，尽管参考其示例性的实施方案，已经对本专利技术进行具体地显示和描述，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不背离由权利要求书所定义的本专利技术的精神和范围的条件下，可以在其中进行各种形式和细节的变化，可以进行各种实施方案的任意组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效选择性吸附亚硒酸根吸附剂的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：1)把一定量的铋盐溶解到一定量的无水甲醇中，搅拌后得到Bi3+甲醇溶液；2)把一定量的配体溶解到一定量的无水甲醇中，搅拌后得到配体甲醇溶液；3)将上述两种溶液混合，得到混合溶液，经过水热反应处理得到反应产物A；4)将上述反应产物A用无水甲醇反复滤洗，干燥得到产物B，产物B即为这种新型的亚硒酸根吸附剂Bi‑MOF；5)将上述吸附剂Bi‑MOF用作亚硒酸根吸附实验中，并且用火焰原子分光光度法测试其吸附性能。

【技术特征摘要】
1.一种高效选择性吸附亚硒酸根吸附剂的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：1)把一定量的铋盐溶解到一定量的无水甲醇中，搅拌后得到Bi3+甲醇溶液；2)把一定量的配体溶解到一定量的无水甲醇中，搅拌后得到配体甲醇溶液；3)将上述两种溶液混合，得到混合溶液，经过水热反应处理得到反应产物A；4)将上述反应产物A用无水甲醇反复滤洗，干燥得到产物B，产物B即为这种新型的亚硒酸根吸附剂Bi-MOF；5)将上述吸附剂Bi-MOF用作亚硒酸根吸附实验中，并且用火焰原子分光光度法测试其吸附性能。2.根据权利要求书1所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东江，邹译慧，欧阳欢，赵小亮，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东,37