一种金属有机框架材料处理重金属废水的方法技术

本发明专利技术公开了一种金属有机框架材料处理重金属废水的方法，包括如下步骤：清洗金属有机框架材料后干燥；将金属有机框架材料粉碎至小于或等于300nm；将粉碎的金属有机框架材料加入重金属废水中一段时间，金属有机框架材料的重量与重金属废水中的重金属离子的浓度的比为(45‑55):(0.05‑0.15)。本公开的金属有机框架材料处理重金属废水的方法可有效提高金属有机框架处理重金属废水的效率，降低处理成本。

Treatment of heavy metal wastewater with organometallic framework materials

【技术实现步骤摘要】
一种金属有机框架材料处理重金属废水的方法
本专利技术涉及废水处理领域，更具体地，涉及一种金属有机框架材料处理重金属废水的方法。
技术介绍
重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。重金属废水中的重金属包括铜、镉、镍、汞、锌等，其是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。现有的重金属废水的处理方法包括化学沉淀法、离子交换法等方法。金属有机框架材料(MOFs)是一类由金属离子与有机配体通过配位键形成的具有重复网状结构的新材料。与传统的无机材料相比，金属有机框架材料具有更大的比表面积以及孔隙率。目前，金属-有机框架材料已在诸多领域具有潜在的应用，如储氢领域、气体吸附与分离领域、荧光性质的应用、电性质的行用和催化反应中的应用等。金属有机框架材料作为孔状材料，具有比表面积大、吸附力强等特点，可用于处理重金属废水。但是，金属有机框架材料直接加入重金属废水中的处理效率低，成本高，而现有技术中的研究集中在金属有机框架材料的制备领域。因此，如何提高金属有机框架材料处理重金属废水的效率，降低处理成本成为本领域亟需解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种可有效提高金属有机框架材料处理重金属废水的效率，降低处理成本的金属有机框架材料处理重金属废水的方法的新技术方案。根据本专利技术的第一方面，提供了一种金属有机框架材料处理重金属废水的方法。该金属有机框架材料处理重金属废水的方法包括如下步骤：(1)清洗金属有机框架材料后干燥；(2)将金属有机框架材料粉碎至小于或等于300nm；(3)将粉碎的金属有机框架材料加入重金属废水中一段时间，金属有机框架材料的重量与重金属废水中的重金属离子的浓度的比为(45-55):(0.05-0.15)，其中，金属有机框架材料的重量的单位为mg，重金属废水中的重金属离子的浓度的单位为mol/L。可选的，所述步骤(1)具体如下：清洗金属有机框架材料后，在45-55℃下干燥一段时间。可选的，所述步骤(1)中的清洗液为蒸馏水，干燥时间为30min-50min。可选的，所述步骤(2)具体如下：将金属有机框架材料粉碎至100-200nm。可选的，所述步骤(3)具体如下：将粉碎的金属有机框架材料加入重金属废水中，金属有机框架材料的重量与重金属废水中的重金属离子的浓度的比为50:0.1，其中，金属有机框架材料的重量的单位为mg，重金属废水中的重金属离子的浓度的单位为mol/L。可选的，所述步骤(3)具体如下：对重金属废水中的重金属基团进行阳离子化处理，将粉碎的金属有机框架材料加入重金属废水中，金属有机框架材料的重量与重金属废水中的重金属的浓度比为(45-55):(0.05-0.15)，其中，金属有机框架材料的重量的单位为mg，重金属废水中的重金属离子的浓度的单位为mol/L。可选的，重金属废水中的重金属离子的浓度小于或等于0.1mol/L。可选的，重金属废水为含铜废水。可选的，金属有机框架材料为锌基金属有机框架材料。可选的，金属有机框架材料的重量与重金属废水的体积比为(45-55):(1-3)，其中，金属有机框架材料的重量的单位为mg，重金属废水的体积的单位为mL。本公开的金属有机框架材料处理重金属废水的方法可有效提高金属有机框架处理重金属废水的效率，降低处理成本。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。图1为金属有机框架材料处理含铜废水时在不同时间的紫外吸收曲线。图2为金属有机框架材料处理含铜废水时在不同时间的吸附率。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。本公开的金属有机框架材料处理重金属废水的方法包括如下步骤：步骤(1)：清洗金属有机框架材料后干燥。清洗剂可选用有机溶剂或水。干燥的温度不宜过高，干燥时间不宜太长。例如，干燥温度为45-55℃，干燥时间为30min-50min。步骤(2)：将金属有机框架材料粉碎至小于或等于300nm。进一步的，将金属有机框架材料粉碎至100-200nm。步骤(3)：将粉碎的金属有机框架材料加入重金属废水中一段时间，(45-55):(0.05-0.15)，其中，金属有机框架材料的重量的单位为mg，重金属废水中的重金属离子的浓度的单位为mol/L。为避免重金属离子反向脱附，金属有机框架材料处理重金属废水的时间不宜超过480min。进一步的，将粉碎的金属有机框架材料加入重金属废水中，金属有机框架材料的重量与重金属废水中的重金属的浓度比为50:0.1，其中，金属有机框架材料的重量的单位为mg，重金属废水中的重金属离子的浓度的单位为mol/L。为了提高处理效率，所述步骤(3)可具体如下：对重金属废水中的重金属基团进行阳离子化处理，将粉碎的金属有机框架材料加入重金属废水中，金属有机框架材料的重量与重金属废水中的重金属的浓度比为(45-55):(0.05-0.15)，其中，金属有机框架材料的重量的单位为mg，重金属废水中的重金属离子的浓度的单位为mol/L。在本公开的金属有机框架材料处理重金属废水的方法的一种实施方式中，重金属废水中的重金属离子的浓度小于或等于0.1mol/L。在本公开的金属有机框架材料处理重金属废水的方法的一种实施方式中，重金属废水为含铜废水。在本公开的金属有机框架材料处理重金属废水的方法的一种实施方式中，金属有机框架材料为锌基金属有机框架材料。具体实施时，上述锌基金属有机框架材料可采用CN104151335A中公开的制备方法制备。在本公开的金属有机框架材料处理重金属废水的方法的一种实施方式中，金属有机框架材料的重量与重金属废水的体积比为(45-55):(1-3)，其中，金属有机框架材料的重量的单位为mg，重金属废水的体积的单位为mL。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所使用的材料和试剂，如无特殊说明，均可从商业途径得到，实验中使用的设备如无特殊说明，均为本领域技术人员熟知的设备。采用蒸馏水清洗锌基金属有机框本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属有机框架材料处理重金属废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)清洗金属有机框架材料后干燥；/n(2)将金属有机框架材料粉碎至小于或等于300nm；/n(3)将粉碎的金属有机框架材料加入重金属废水中一段时间，金属有机框架材料的重量与重金属废水中的重金属离子的浓度的比为(45-55):(0.05-0.15)，其中，金属有机框架材料的重量的单位为mg，重金属废水中的重金属离子的浓度的单位为mol/L。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属有机框架材料处理重金属废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)清洗金属有机框架材料后干燥；
(2)将金属有机框架材料粉碎至小于或等于300nm；
(3)将粉碎的金属有机框架材料加入重金属废水中一段时间，金属有机框架材料的重量与重金属废水中的重金属离子的浓度的比为(45-55):(0.05-0.15)，其中，金属有机框架材料的重量的单位为mg，重金属废水中的重金属离子的浓度的单位为mol/L。


2.根据权利要求1所述的金属有机框架材料处理重金属废水的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体如下：
清洗金属有机框架材料后，在45-55℃下干燥一段时间。


3.根据权利要求2所述的金属有机框架材料处理重金属废水的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的清洗液为蒸馏水，干燥时间为30min-50min。


4.根据权利要求1所述的金属有机框架材料处理重金属废水的方法，其特征在于，所述步骤(2)具体如下：
将金属有机框架材料粉碎至100-200nm。


5.根据权利要求1所述的金属有机框架材料处理重金属废水的方法，其特征在于，所述步骤(3)具体如下：
将粉碎的金属有机框架材料加入重金属废水中，金属有机框架材料的重量与重金属废水中的重金属离子的浓度的比为50:0...

【专利技术属性】
技术研发人员：席高磊，张晓平，马光近，李赛，王云龙，韩鑫，于建春，陈芝飞，杨金初，王鹏飞，李龙飞，许克静，
申请(专利权)人：河南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41