本发明专利技术涉及一种利用金属有机框架材料UiO‑66吸附分离铟的方法。本发明专利技术属于铟的回收利用技术领域，具体涉及从废旧液晶显示屏面板中回收铟的方法。该方法包括：（1）配制0‑100ppm的InCl3水溶液，加入0.1 g/L‑4 g/L的UiO‑66，在摇床298 K‑318k，200‑300rpm，pH值为2‑4下吸附分离铟；（2）配制分别含有干扰离子Al
A METHOD OF ADSORPTION AND SEPARATION OF INDIUM WITH METAL ORGANIC FRAME MATERIAL UiO-66
The invention relates to a method for adsorbing and separating indium by using metal organic framework material UiO 66. The invention belongs to the technical field of indium recovery and utilization, in particular to a method for recovering indium from waste liquid crystal display panel. The method includes: (1) preparing 0_100 ppm InCl3 aqueous solution, adding 0.1 g/L_4 g/L UiO_66, adsorbing and separating indium in shaker 298 K_318k, 200_300 rpm and pH 2_4; (2) preparing indium containing interference ion Al, respectively.
【技术实现步骤摘要】
一种利用金属有机框架材料UiO-66吸附分离铟的方法
本专利技术属于属于铟的回收利用
，具体涉及从废旧液晶显示屏面板中回收铟的方法。
技术介绍
随着科学的发展，人们已经广泛使用液晶面板Liquidcrystaldisplays(LCDs）作为电视、手机显示屏，一个液晶面板的使用寿命一般是3-5年。随着电子产品的更新换代，将产生大量的废弃液晶面板。目前对液晶显示器回收的研究主要集中在日本、德国和我国台湾地区。处理目标主要集中在贵金属铟的回收方面。液晶面板中含有ITO膜，这层ITO膜主要成分是In3+，In3+直接排放环境中，可能对人体有致癌作用，损坏人体的肝脏、心脏、肾等。而回收In3+不仅减少金属直接排放到垃圾中造成的污染，又可以产生良好的经济效益。传统的回收液晶面板中的铟的方法，主要有采用酸浸提取方式，再通过置换或电解的工艺，从酸溶液中提取铟。相关专利主要有：专利《从废弃液晶显示器中的铟的回收方法及其装置》（村谷利明，申请号CN200680007068.6）采用酸将粉碎的LCD面板上的铟溶解，得到铟化合物溶液，用其它金属置换得到金属铟。专利《从废旧液晶显示屏面板中回收铟的方法》（吉美武等，申请号201510849543.5）采用硫酸浸泡LCD面板，然后通过碱液沉淀法得到氢氧化铟。用沉淀法得到的氢氧化铟。最近的几年，人们开发出了金属-有机框架复合材料（Metal–organicframeworks(MOFs)），这类多孔材料，可以生成不同的孔尺寸，可功能化。因此，MOFs在不同的领域已经有广泛的应用，比如气体非均相催化分离、传感器、药物分离、生物医学影像等。同时，人们尝试将MOFs作为固体吸附剂去除水中的有毒重金属离子，比如Cd,Hg,Pd等。但是，目前用人们还没有应用MOFs来吸附分离液晶面板的In3+。通过该方法，可以在酸性条件下回收In3+。。
技术实现思路
[1]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种成本低、制作简单、性能优、耐酸性的MOFs材料的制备方法及其吸附分离液晶面板中LCD的In3+。具有高效、节能、操作方便等优点。[2]为了解决上述技术问题，本专利技术合成的材料包括以下步骤：步骤一：将ZrCl4(6.4mmol)，对苯二甲酸(6.4mmol)，DMF(180mL)混合溶解后，加入聚四氟乙烯反应釜，在80℃反应12h，然后温度升高到100℃再反应24h，等自然冷却后用乙醇清洗离心3次，然后在真空干燥箱80℃一个晚上。然后研磨。步骤二：液晶面板ITO膜的溶解：取3克液晶面板，溶解到100ml稀盐酸中，并用于做吸附研究。用ICP-OES检测，检测溶液中In3+、Mg2+、Sn4+、Al3+、Fe3+分别为3.0788ppm、0.943ppm、1.018ppm、2.498ppm、1.714ppm。步骤三：用InCl3·4H2O、FeCl3·6H20、MgCl2·6H20、AlCl3·6H20等化学药剂配置模拟ITO溶液的金属溶液，用于吸附研究。[3]上述步骤合成出来的UiO-66，具有耐酸性，在酸性条件下，结构稳定，仍然可以用来吸附分离In3+。[4]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1本专利技术制备简单，且材料具有耐酸性，可以应用到酸性溶液中吸附In3+；2本专利技术与传统回收In3+的方法相比：操作简单，不会产生新的化学污染，抗干扰性能好，且酸性条件下也能回收In3+。附图说明图1本专利技术实施案例制备1的UiO-66及其吸附In3+后的UiO-66的XRD图。图2本专利技术实施案例制备1的UiO-66及其浸泡在pH=1和2的盐酸溶液中的UiO-66后干燥的XRD图。图3本专利技术实施案例1制备的UiO-66及其吸附In3+后的UiO-66的FT-IR图。图4本专利技术实施案例1制备的UiO-66对In3+的吸附动力学曲线。图5本专利技术实施案例1制备的UiO-66对In3+的吸附等温线曲线。图6本专利技术实施案例1制备的UiO-66在含有Al3+的In3+的溶液对In3+吸附影响曲线。图7本专利技术实施案例1制备的UiO-66在含有Mg2+的In3+溶液对In3+吸附影响曲线。具体实施方式下面结合附图和具体实施案例对本专利技术技术方案做进一步详细描述，所描述的具体实施案例仅对本专利技术解释说明，并不局限于此专利技术。实施案例1：将ZrCl41.5克，对苯二甲酸1.06克，DMF(180mL)混合搅拌10分钟，溶解后，加入聚四氟乙烯反应釜，在80℃反应12h，然后温度升高到100℃再反应24h，等自然冷却后用乙醇清洗离心3次，然后在真空干燥箱80℃一个晚上。然后研磨。图1为实施案例制备1的UiO-66及其吸附In3+后的UiO-66的XRD图，可以发现成功合成了UiO-66的MOFs材料，吸附In3+后，UiO-66的晶体结构没有发生改变；图2本专利技术实施案例制备1的UiO-66及其浸泡在pH=1和2的盐酸溶液中的UiO-66后干燥的XRD图，可以发现，在酸性条件下，UiO-66的晶体结构没有发生改变，说明该材料具有很好的抗酸稳定性；图3为本专利技术实施案例1制备的UiO-66及其吸附In3+后的UiO-66的FT-IR图，742cm-1为O-Zr-O振动峰，而小峰700to1200cm-1苯环的振动峰，三个强峰1374,1560,and1666cm-1为苯环上的-COOH的振动峰说明成功合成了UiO-66的MOFs材料，且吸附后UiO-66保持很好的框架结构。这也佐证了图1XRD图。实施案例2：配置21ppm的InCl3水溶液400ml，并加入500ml的锥形瓶中，加入0.2克案例1制备的MOFs材料，摇床参数为：25℃，200r/min，pH=3。在不同时间间隔定量取样2ml悬浮液，经0.22μm水系膜过滤，反应时间24小时，图4为本专利技术实施案例1制备的UiO-66对In3+的吸附动力学曲线。以上样品经过ICP-OES分析定量，绘制如图4的动力学曲线。从图4可以看出，UiO-66具有一定的吸附性能。实施案例3：配置10-80ppm的InCl3水溶液，吸附剂投加量为0.5g*L-1，摇床参数为25℃，200r/min，pH=3。经0.22μm水系膜过滤，以上样品用ICP-OES定量，绘制图5吸附等温线。图5为本专利技术实施案例1制备的UiO-66对In3+的吸附等温线曲线。实施案例4：配置含有Al3+的In3+混合溶液。Al3+/In3+的摩尔比分别为0、1、2、4、8、16，发现加入干扰离子Al3+，对UiO-66吸附In3+的性能没有影响，可实际应用于废液晶面板中In3+的回收。图6为本专利技术实施案例1制备的UiO-66在干扰离子Al3+下对In3+的吸附影响曲线。实施案例5：配置含有Mg2+的In3+混合溶液。Mg2+/In3+的摩尔比分别为0、1、2、4、8、16，发现加入干扰离子Mg2+，对UiO-66吸附In3+的性能没有影响，可实际应用于废液晶面板中In3+的回收。图7为本专利技术实施案例1制备的UiO-66在干扰离子Mg2+下对In3+的吸附影响曲线。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用金属有机框架材料UiO‑66吸附分离铟的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：配制pH为3‑4、浓度为1‑100mg/L的In3+目标溶液；改变实验条件，分别加入UiO‑66，放摇床里摇动即可；过滤分离吸附In3+的UiO‑66材料。
【技术特征摘要】
1.一种利用金属有机框架材料UiO-66吸附分离铟的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：配制pH为3-4、浓度为1-100mg/L的In3+目标溶液；改变实验条件，分别加入UiO-66，放摇床里摇动即可；过滤分离吸附In3+的UiO-66材料。2.根据权利要求1所述利用金属有机框架材料UiO-66吸附分离铟的方法，其特征在于：所述的UiO-66通过以下方法合成：将ZrCl4和对苯二甲酸等摩尔比置于DMF混合溶解后，加入聚四氟乙烯反应釜，在80℃-100℃反应12-36h，等自然冷却后，分离固体，并用无水乙醇和水清洗，离心后在真空干燥箱80℃烘干12-36h。3.根据权利要求1所述利用金属有机框架材料UiO-66吸附分离铟的方法，其特征在于：所述In3+溶液浓度为1-100mg/L。4.根据权利要求1所述利...
【专利技术属性】
技术研发人员：付明来，曾婉艺，
申请(专利权)人：中国科学院城市环境研究所，中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：福建,35
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