一种利用基于MIL-101(Cr制造技术

本发明专利技术公开了一种利用基于MIL‑101(Cr3+)的金属有机骨架材料吸附水中有机染料的方法。其中包括以下步骤：(1)将2‑甲基咪唑、Azobenzene‑4‑4’dicarboxylic acid、Cr(NO3)3.9H2O溶解于去离子水中，进行搅拌，在150℃‑180℃下采用水热法反应一定时间。(2)将反应产物反复洗涤提纯，再真空干燥，即可得到新型介孔‑微孔金属有机骨架材料。(3)将步骤(2)中得到新型介孔‑微孔金属有机骨架材料放入含有有机染料的水体中搅拌一定时间后，即完成吸附水体中的有机染料。该化合物可作为吸附剂，高效、快速的吸附亚甲基蓝等有机染料，对亚甲基蓝的去除率高达98.77％以上。

A method based on MIL-101 (Cr)

【技术实现步骤摘要】
一种利用基于MIL-101(Cr3+)的金属有机骨架材料吸附水中有机染料的方法
本专利技术涉及一种金属有机骨架材料，尤其涉及一种利用基于MIL-101(Cr3+)的金属有机骨架材料吸附水中有机染料的方法。
技术介绍
随着我国纺织印染工业的迅猛发展，染料废水已成为了当今最主要的水污染源之一。在整个染料的生产过程中，硝化、横化、重氮化、还原氧化及盐析等流程中都有大量的染料废水产生。据估计，染料生产过程中大约有的有机原料和的无机原料进入水中，加上染料旳废水，致使染料废水成分非常复杂。染料废水中含有多种具有生物毒性及致癌性物质，同时还含有多种难降解的有害物质，其中有机污染物危害最为严重，而这些有色废水在环境中又会通过氧化、水解以及其它化学反应生成有毒的副产物。若直接排入水体，会严重影响水的透光性及水生生物的生长，且极易导致水体富营养化，破坏水体生态平衡。染料废水具有以下特点:(1)染料废水中含有大量以苯、萘、醌等为基体的有机物，且大多含有极性基团，有色基团如(-NO、-N)以及苯胺、碱、酚类等，在浓度低于1ppm时有些染料就能使接受水体明显着色；(2)染料本身或中间体分子往往含有极性基团，这使他们的水溶性大大增强，致使流失量明显加大。因此染料废水中通常含有产品原料和副产物，如NaOH、NaCl、硫化物等无机盐和氨基化合物、苯胺、齡类、硝基物、卤化物等系列有机物，浓度高、毒性大；(3)染料废水多呈酸性，也有的呈碱性，一般含盐量都很大；(4)染料的种类日趋复杂，且抗光解、抗氧化、抗生物降解能力越来越强，染料废水用一般处理方法处理的难度越来越大。目前，人们在减少污染以及去除环境中的污染物方面已经做了很多的努力，涌现出大量环境污染治理技术，如生物处理法、化学氧化法、高级氧化法、吸附法、膜分离法等。其中，吸附法一直以来备受人们青睐，它是利用多孔性的吸附剂将环境污染物富集转移到吸附剂表面，从而使污染物得以去除的一种方法，该方法具有成本相对较低、应用范围广、设计简单、操作运行简便、无二次污染且吸附剂易再生等优点。由于废水中染料分子的抗光解、抗氧化能力较强，因此，研究适用于液相吸附染料分子的吸附剂具有十分重要的意义。然后，到目前为止，很少有报道使用材料用作染料液相吸附剂的研究。最近，利用金属有机骨架材料(metal-organicframeworks，简称MOFs)吸附去除环境污染物的研究受到人们的广泛关注。MOFs是指由金属离子或金属簇与有机配体，通过自组装形成的具有三维周期网格结构的有机-无机杂化新型多孔材料。MOFs具有超高的比表面积、较高且可调的孔隙率、结构组成多样性、开放的金属位点、化学可修饰等优点，在选择性吸附领域中展现出广阔的应用前景。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术目的在于提供一种新的制备方法，得到一种具有微孔结构且可有效吸附含有甲基橙、亚甲基蓝等有机染料的新型金属有机骨架材料。针对以上问题，提供了如下技术方案：一种利用基于MIL-101(Cr3+)的金属有机骨架材料吸附水中有机染料的方法，包括以下步骤：(1)将2-甲基咪唑溶于20ml的高纯水中，搅拌5-10min；将Azobenzene-4-4’dicarboxylicacid缓慢加入到2-甲基咪唑溶液中，继续搅拌20-40min；再将Cr(NO3)3.9H2O加入搅拌的混合溶液中，搅拌20-40min，溶液呈黑色浑浊状；其中中2-甲基咪唑、Azobenzene-4-4’dicarboxylicacid与Cr(NO3)3.9H2O的物质的量的比为1:2:2。(2)将步骤(1)中的得到的混合溶液移至30ml聚四氟乙烯材质内衬的不锈钢反应釜中，并置于150℃-180℃烘箱中反应24-36h。将反应釜自然冷却至室温，将所得的沉淀离心分离，反复洗涤，真空干燥，即可得到一种基于MIL-101(Cr3+)型的新型介孔-微孔金属有机骨架材料。(3)吸附水体中的有机染料：将步骤(2)中得到的基于MIL-101(Cr3+)型的新型介孔-微孔的金属有机骨架材料放入含有有机染料的水体中搅拌一定时间后，即完成吸附水体中的有机染料。本专利技术进一步设置为：所述步骤(1)中的搅拌过程为常温下进行。本专利技术进一步设置为：所述步骤(2)中烘箱的温度为170℃。本专利技术进一步设置为：所述步骤(2)中在烘箱中反应的时间为24小时。本专利技术进一步设置为：所述步骤(1-2)中所得产物离心分离后，用高纯水与无水乙醇多次洗涤，在80℃下真空干燥15h，获得所述产物。本专利技术进一步设置为：所述步骤(1-2)中所得到的基于MIL-101(Cr3+)型的新型介孔-微孔金属有机骨架材料的BET为76.1679m2/g。如上所述，本专利技术提供了一种利用基于MIL-101(Cr3+)的金属有机骨架材料吸附水中有机染料的方法，所述基于MIL-101(Cr3+)型的新型介孔-微孔金属有机骨架材料制备过程简单具有一定的比表面积，具有微孔和介孔的特性，还具有良好的吸附性能，可用来作为吸附剂来吸附有机染料，尤其在有机染料中对亚甲基蓝的吸附效果明显，从而可用于污水处理，在环境化学中有着巨大的应用潜力和工业价值。附图说明图1为本专利技术实施例一制备得到的基于MIL-101(Cr3+)型的新型介孔-微孔金属有机骨架材料的热重曲线(TGA)图；图2为本专利技术实施例一制备得到的基于MIL-101(Cr3+)型的新型介孔-微孔金属有机骨架材料的孔径分布曲线图；图3为本专利技术实施例一制备得到的基于MIL-101(Cr3+)型的新型介孔-微孔金属有机骨架材料的氮气吸附曲线图；图4为本专利技术实施例一制备得到的基于MIL-101(Cr3+)型的新型介孔-微孔金属有机骨架材料的扫描电子显微镜(SEM)图，标尺为40μm；图5为为本专利技术实施例一制备得到的基于MIL-101(Cr3+)型的新型介孔-微孔金属有机骨架材料对亚甲基蓝溶液的吸附曲线图；图6为为本专利技术实施例一制备得到的基于MIL-101(Cr3+)型的新型介孔-微孔金属有机骨架材料对罗丹明B溶液的吸附曲线图；图7为为本专利技术实施例一制备得到的基于MIL-101(Cr3+)型的新型介孔-微孔金属有机骨架材料对甲基橙溶液的吸附曲线图；图8为为本专利技术实施例一制备得到的基于MIL-101(Cr3+)型的新型介孔-微孔金属有机骨架材料对亚甲基蓝溶液、罗丹明B溶液、甲基橙溶液的去除率对比图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。以下实施例中产品的检测条件为：热重Thermogravimetricanalysis(TGA)是在氮气(N2)气氛下用TA-Q600热重分析仪在温州大学测定；气体吸附和Bet测试在上海麦克仪器分析服务中心测试；扫描电镜(SEM)在温州大学测定；液体紫外分光光度计(UV2450)在温州大学测定。实施例一基于MIL-101(Cr3+)型的新型介孔-微孔金属有机骨架材料的制备：将(0.0821g，1mmol)2-甲基咪唑溶于20ml的高纯水中，常温搅拌5min；将(0.5401g，2mmol)Azobenzene-4-4’dicarboxylicacid缓慢加入到2-甲基咪唑溶液中，常温继续搅拌25min；再将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用基于MIL‑101(Cr3+)的金属有机骨架材料吸附水中有机染料的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将2‑甲基咪唑溶于20ml的高纯水中，搅拌5‑10min；将Azobenzene‑4‑4’dicarboxylic acid缓慢加入到2‑甲基咪唑溶液中，继续搅拌20‑40min；再将Cr(NO3)3.9H2O加入搅拌的混合溶液中，搅拌20‑40min，溶液呈黑色浑浊状；其中2‑甲基咪唑、Azobenzene‑4‑4’dicarboxylic acid与Cr(NO3)3.9H2O的物质的量的比为1:2:2。

【技术特征摘要】
1.一种利用基于MIL-101(Cr3+)的金属有机骨架材料吸附水中有机染料的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将2-甲基咪唑溶于20ml的高纯水中，搅拌5-10min；将Azobenzene-4-4’dicarboxylicacid缓慢加入到2-甲基咪唑溶液中，继续搅拌20-40min；再将Cr(NO3)3.9H2O加入搅拌的混合溶液中，搅拌20-40min，溶液呈黑色浑浊状；其中2-甲基咪唑、Azobenzene-4-4’dicarboxylicacid与Cr(NO3)3.9H2O的物质的量的比为1:2:2。Azobenzene-4-4’dicarboxylicacid(2)将步骤(1)中的得到的混合溶液移至30ml聚四氟乙烯材质内衬的不锈钢反应釜中，并置于150℃-180℃烘箱中反应24-36h；将反应釜自然冷却至室温，将所得的沉淀离心分离，反复洗涤，真空干燥，即可得到一种基于MIL-101(Cr3+)型的新型介孔-微孔金属有机骨架材料。(3)吸附水体中的有机染料：将步骤(2)中得到的基于MIL-101(Cr3+)型的新型介孔-微孔的金属有机骨架材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新华，涂佩华，蒋俊，肖洪平，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33