一种金属有机骨架吸附剂、一步制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种金属有机骨架吸附剂、一步制备方法及其应用，属于材料制备技术领域。将2.2‑二硫代二苯甲酸和四氯化锆在DMF和盐酸中完全混合得到混合物；将混合物转移至三颈烧瓶中并在油浴上在130℃下加热24小时；取出固体物质用无水乙醇洗涤离心分离后真空干燥，将得到的金属有机骨架吸附剂，标记为DTDD‑MOF。本发明专利技术借鉴金属有机骨架材料（MOFs）在吸附领域的成功，根据硬‑软酸碱（HSAB）理论，使用2,2'‑二硫代二苯甲酸作为有机配体，通过一步法制备新型MOF吸收剂，用于从工业废水中有效和选择性地吸附Au（III）。本方法简单清晰，材料成本低，工艺制备简单，且吸附剂可重复使用，具备较好的应用前景。

A metal organic framework adsorbent, one-step preparation method and its application

【技术实现步骤摘要】
一种金属有机骨架吸附剂、一步制备方法及其应用
本专利技术涉及一种金属有机骨架吸附剂、一步制备方法及其应用，属于材料制备

技术介绍
黄金是一种非常重要的贵金属，适用于各行各业，例如珠宝业，电子产品，耐腐蚀材料，化学催化剂和各种化学工艺。随着现代化工业技术的急剧发展，对黄金的需求不断增加。主要天然矿石中金的平均含量约为1-30mg/L，而工业废水中的金含量约为1-2000mg/L。因此，从工业废水中回收金离子特别有意义。迄今为止，有许多方法可以从工业废水中提取金，例如化学沉积，离子交换，溶剂萃取，电渗析，吸附。其中，吸附法成本低，操作简单，在低浓度废水的情况下非常有效。如今，许多吸附剂，如活性炭，树脂，纳米材料，沸石等都具有很好的吸附性能。然而，这些吸附剂的主要缺点是它们的吸附能力低并且与金属离子的相互作用相对较弱，并且一些吸附剂难以从水中分离和再生。因此，开发具有出色选择性和大吸附容量的可重复使用吸附剂非常重要。金属有机骨架（MOFs）作为一种贵重材料，近年来在溶液中净化和分离有毒重金属方面备受关注，包括铜，铅，锌，铀，钯，铂和金。MOF的吸附性能通常取决于特定的官能团和结构中可控的孔径/形状。然而，有机配体中相对惰性和不存在活性官能团通常导致低选择性和低吸附容量，这限制了它们的广泛应用。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题及不足，本专利技术提供一种金属有机骨架吸附剂、一步制备方法及其应用。本专利技术借鉴金属有机骨架材料（MOFs）在吸附领域的成功，根据硬-软酸碱（HSAB）理论，使用2,2'-二硫代二苯甲酸作为有机配体，通过一步法制备新型MOF吸收剂，用于从工业废水中有效和选择性地吸附Au（III）。本方法简单清晰，材料成本低，工艺制备简单，且吸附剂可重复使用，具备较好的应用前景。本专利技术制备得到的金属有机骨架吸附剂用来吸附工业废水中的金离子，材料成本低，工艺制备简单，易与水溶液分离，具有高吸附性且可重复使用；本专利技术通过以下技术方案实现。一种金属有机骨架吸附剂，其结构式如下：。一种金属有机骨架吸附剂一步制备方法，其步骤如下：将2.2-二硫代二苯甲酸和四氯化锆在DMF和盐酸中完全混合得到混合物；将混合物转移至三颈烧瓶中并在油浴上在130℃下加热24小时；取出固体物质用无水乙醇洗涤离心分离后真空干燥，将得到的金属有机骨架吸附剂，标记为DTDD-MOF。所述2.2-二硫代二苯甲酸和四氯化锆摩尔比为1~2:1~3，DMF与盐酸的体积比为10:1，2.2-二硫代二苯甲酸摩尔和DMF体积之间的比为1:10mol/L。一种金属有机骨架吸附剂应用在工业废水中吸附分离金。本专利技术一步制备法的反应式如下：。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术制备得到的金属有机骨架吸附剂用于吸附工业废水中的金，对金离子有较高的吸附量，区别于其他离子，该金属有机骨架吸附剂对金离子较好的选择性。（2）本专利技术的制备方法简单清晰，材料成本低，工艺制备简单，且吸附剂具有选择性可重复使用，具备较好的应用前景。（3）本专利技术金属有机骨架吸附剂无毒无害，性能稳定，易于分离，可重复利用，对环境友好。综上所述，本专利技术的金属有机骨架吸附剂对于金离子的吸附分离方面具有很大的潜力。具体实施方式下面结合和具体实施方式，对本专利技术作进一步说明。实施例1该金属有机骨架吸附剂，其结构式如下：。该金属有机骨架吸附剂一步制备方法，其步骤如下：将2.2-二硫代二苯甲酸和四氯化锆在DMF和盐酸中完全混合得到混合物；将混合物转移至三颈烧瓶中并在油浴上在130℃下加热24小时；取出固体物质用无水乙醇洗涤离心分离后真空干燥，将得到的金属有机骨架吸附剂，标记为DTDD-MOF；2.2-二硫代二苯甲酸和四氯化锆摩尔比为1:1，DMF与盐酸的体积比为10:1，2.2-二硫代二苯甲酸摩尔和DMF体积之间的比为1:10mol/L。吸附金离子性能测定：取10mgDTDD-MOF吸附剂投入初始浓度为200mg/L的金离子溶液中震荡吸附12h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余金离子浓度为1.83mg/L，吸附率为99.1%。将吸附过金离子的吸附剂在硫脲溶液（10wt%）中搅拌洗涤12h，然后用蒸馏水洗涤5次，最后将吸附剂在60℃下真空干燥14h。取上述吸附剂10mg投入初始浓度为200mg/L的金离子溶液中震荡吸附12h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余金离子浓度为8.3mg/L，吸附率为95.8%；说明本专利技术的吸附分离金的MOF吸附剂DTDD-MOF可循环利用。实施例2该金属有机骨架吸附剂，其结构式如下：。该金属有机骨架吸附剂一步制备方法，其步骤如下：将2.2-二硫代二苯甲酸和四氯化锆在DMF和盐酸中完全混合得到混合物；将混合物转移至三颈烧瓶中并在油浴上在130℃下加热24小时；取出固体物质用无水乙醇洗涤离心分离后真空干燥，将得到的金属有机骨架吸附剂，标记为DTDD-MOF；2.2-二硫代二苯甲酸和四氯化锆摩尔比为1:3，DMF与盐酸的体积比为10:1，2.2-二硫代二苯甲酸摩尔和DMF体积之间的比为1:10mol/L。吸附金离子性能测定：取10mgDTDD-MOF吸附剂投入初始浓度为200mg/L的金离子溶液中震荡吸附12h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余金离子浓度为2.76mg/L，吸附率为98.6%。将吸附过金离子的吸附剂在硫脲溶液（10wt%）中搅拌洗涤5h，然后用蒸馏水洗涤5次，最后将吸附剂在60℃下真空干燥14h。取上述吸附剂10mg投入初始浓度为200mg/L的金离子溶液中震荡吸附12h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余金离子浓度为10.9mg/L，吸附率为94.5%；说明本专利技术的吸附分离金的MOF吸附剂DTDD-MOF可循环利用。实施例3该金属有机骨架吸附剂，其结构式如下：。该金属有机骨架吸附剂一步制备方法，其步骤如下：将2.2-二硫代二苯甲酸和四氯化锆在DMF和盐酸中完全混合得到混合物；将混合物转移至三颈烧瓶中并在油浴上在130℃下加热24小时；取出固体物质用无水乙醇洗涤离心分离后真空干燥，将得到的金属有机骨架吸附剂，标记为DTDD-MOF；2.2-二硫代二苯甲酸和四氯化锆摩尔比为2:3，DMF与盐酸的体积比为10:1，2.2-二硫代二苯甲酸摩尔和DMF体积之间的比为1:10mol/L。吸附金离子性能测定：取10mgDTDD-MOF吸附剂投入初始浓度为200mg/L的金离子溶液中震荡吸附12h后，离心分离吸附剂，用ICP-OES测定滤液中剩余金离子浓度为14.5mg/L，吸附率为92.8%；将吸附过金离子的吸附剂在硫脲溶液（10wt%）中搅拌洗涤6h，然后用蒸馏水洗涤5次，最后将吸附剂在60℃下真空干燥15h。取上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属有机骨架吸附剂，其特征在于：结构式如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种金属有机骨架吸附剂，其特征在于：结构式如下：

。


2.一种根据权利要求1所述的金属有机骨架吸附剂一步制备方法，其特征在于：步骤如下：
将2.2-二硫代二苯甲酸和四氯化锆在DMF和盐酸中完全混合得到混合物；将混合物转移至三颈烧瓶中并在油浴上在130℃下加热24小时；取出固体物质用无水乙醇洗涤离心分离后真空干燥，将得到的金属有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王仕兴，黄镇，赵明虎，王晨，赵继领，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53