一种基于柔性配体的对汞离子有良好去除能力的二维配位聚合物材料制造技术

一种基于K

【技术实现步骤摘要】
一种基于柔性配体的对汞离子有良好去除能力的二维配位聚合物材料
本专利技术属于具有汞离子去除性能的非霍夫曼型配位聚合物的合成
，具体涉及一种基于K2[Hg(SCN)4]和柔性双齿硫基吡啶类配体的二价铁二维非霍夫曼型配位聚合物材料的合成及汞离子去除能力的研究。
技术介绍
汞是剧毒重金属，具有持久性、生物蓄积性和毒性。汞离子不仅对自然生态系统构成威胁，而且严重影响人类健康，研究人员正在积极开创有效去除相关有害离子的新策略。天然水中汞的总浓度约为0.2-100mg/L，中国的工业废水排放标准严格要求汞离子的浓度不得超过0.05mg/L。因此，对于那些需要超低汞离子浓度的系统，迫切需要开发出能有效吸附去除汞离子的材料。吸附材料通常具有简单、高效和低成本的特点，因而具有广阔的应用前景。配位聚合物是一种典型的先进多孔材料，通过对配体进行官能团修饰继而与金属离子/团簇来构建配位聚合物，往往具有突出的优点，如较大的比表面积，灵活的可定制性，可控制的结构和高孔隙率，因此吸引了众多学者的关注。功能化配体和特殊的多孔结构在配位聚合物上的协同效应，提供了一个强大的平台来构建完整的吸附剂。基于这些，配位聚合物越来越多的用于均相/非均相催化、选择性捕获和吸附等方面。（Chen,D.M.,Zhang,N.N.,Liu,C.S.,Du,M.AcsApplMaterInter,2017,9(29),24671-24677.Mon,M.,Ferrando-Soria,J.,Verdaguer,M.,Train,C.,Paillard,C.,Dkhil,B.,Pardo,E.JAmChemSocJ,2017,139(24),8098-8101.）此外，非霍夫曼配位聚合物在较宽pH范围的水溶液中，显示出良好的热稳定性和化学稳定性、合成简单、操作方便，具有很高的应用价值。本专利技术揭示了以K2[Hg(SCN)4]和柔性双齿硫基吡啶类配体为模块构建的非霍夫曼型配位聚合物对于汞离子吸附的应用潜能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种对汞离子有良好去除能力的二维非霍夫曼型配位聚合物材料，为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：该种对汞离子有良好去除能力的非霍夫曼型配位聚合物的分子式分为C15H10FeHgN6S6，化学通式为：{Fe[Hg(SCN)4](L)}n(L代表双（4-吡啶硫基）甲烷)。所述配合物晶体结构为：配合物属于单斜晶系、P21/c空间群，晶胞参数为a=7.62455(19)Å，b=16.6928(4)Å，c=17.5832(4)Å,α＝90°，β＝95.633(2)°，γ＝90°。所述配合物的制备方法为：S1.材料制备是在常温常压下进行的。将K2[Hg(SCN)4]（51.1mg，0.1mmol）的水溶液3mL加入到三臂H-型管中间臂；S2.将配体L[L代表双（4-吡啶硫基）甲烷]（23.4mg，0.1mmol）的甲醇溶液3mL加入到三臂H-型管的右侧臂中；S3.将FeCl2(12.6mg，0.1mmol）的甲醇溶液3mL加入到三臂H-型管的左侧臂中；S4.用甲醇将三臂H-型管的各臂及横向连接管填充液封。用封口膜将三臂H-型管口密封，置于避光安静处，大约两周后在横向连接管中析出黄色枫叶形晶体；S5.将得到的晶体分离出来，依次用甲醇和乙醚洗涤，随后在空气中自然干燥得到晶体成品。汞离子的吸附性能测试步骤如下：S1.依次称取制备不同浓度梯度的HgCl2试剂，逐个定容到1L的容量瓶中制备出50ppm、100ppm、600ppm、1300ppm、2200ppm、3000ppm、8500ppm、12000ppm的HgCl2待测溶液；S2.以100ppm吸附测试为例，定量称取干燥后的晶体5.0mg置于玻璃瓶中，用移液枪准确移取10mL浓度100ppm的HgCl2溶液，加入磁子后置于磁力搅拌器中进行8小时的吸附测试。为提高吸附效率，可事先将晶体进行研磨以增大吸附比表面积，并在置于磁力搅拌器前进行超声震荡，以增加晶体在溶液中的分散程度；S3.将吸附后的溶液进行离心后对上层清液进行收集，将收集的溶液进行电感耦合原子发射测试，对吸附后溶液中汞离子的含量进行定量分析。本专利技术的优点是：所述配合物具有独特的二维非霍夫曼型空间结构，因而能够在吸附过程中提供充足的吸附空间。由于桥联配体中含有硫元素，在吸附过程中以硫、汞元素之间存在的强键合力作为吸附驱动力，因而使得配合物显现出良好的除汞能力。在HgCl2的浓度范围处于50-12000ppm的测试条件下，配合物对于汞离子的吸附率稳定维持在39%±2%，当HgCl2浓度达到12000ppm时，每毫克配合物对汞离子的吸附量达到了7.40mg，并在吸附前后保持了良好的晶格结构，在绿色化工、清洁化工过程生产及相关材料研究方面具有潜在的应用价值。附图说明图1.配合物沿a轴的结构透视图图2.吸附测试完前后的晶体样品图图3.三臂H-型管晶体生长图图4.晶体学结构参数图。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种在结构上呈现二维非霍夫曼型配位聚合物，在对汞离子的吸附过程中呈现出良好性能，所述材料分子式为C15H10FeHgN6S6，化学式为：{Fe[Hg(SCN)4](L)x}n(L代表双（4-吡啶硫基）甲烷)。所述磁性材料的晶体结构为：配合物属于单斜晶系、P21/c空间群，晶胞参数为a=7.62455(19)Å，b=16.6928(4)Å，c=17.5832(4)Å,α＝90°，β＝95.633(2)°，γ＝90°。该种具有汞离子吸附特性的非霍夫曼型配位聚合物及其合成步骤如下：S1.材料制备是在常温常压下进行的。将K2[Hg(SCN)4]（51.1mg，0.1mmol）的水溶液3mL加入到三臂H-型管中间臂；S2.将配体L[L代表双（4-吡啶硫基）甲烷]（23.4mg，0.1mmol）的甲醇溶液3mL加入到三臂H-型管的右侧臂中；S3.将FeCl2(12.6mg，0.1mmol）的甲醇溶液3mL加入到三臂H-型管的左侧臂中；S4.用甲醇将三臂H-型管的各臂及横向连接管填充液封。用封口膜将三臂H-型管口密封，置于避光安静处，大约两周后在横向连接管中析出黄色枫叶形晶体；S5.将得到的晶体分离出来，依次用甲醇和乙醚洗涤，随后在空气中自然干燥得到晶体成品。汞离子的吸附性能测试步骤如下：S1.依次称取制备不同浓度梯度的HgCl2试剂，逐个定容到1L的容量瓶中制备出50ppm、100ppm、600ppm、1300ppm、2200ppm、3000ppm、8500ppm、12000ppm的HgCl2待测溶液；S2.以100ppm吸附测试为例，定量称取干燥后的晶体5.0mg置于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于K

【技术特征摘要】
1.一种基于K2[Hg(SCN)4]和柔性双齿硫基吡啶类配体的二价铁二维非霍夫曼型配位聚合物，所述配合物的元素组成为C15H10FeHgN6S6,化学通式为：{Fe[Hg(SCN)4](L)}n(L代表双（4-吡啶硫基）甲烷)。


2.一种基于K2[Hg(SCN)4]和柔性双齿硫基吡啶类配体的二价铁二维非霍夫曼配位聚合物的合成包括如下步骤：
S1.材料制备是在常温常压下进行的，将K2[Hg(SCN)4]（51.1mg，0.1mmol）的水溶液3mL加入到三臂H-型管中间臂；
S2.将配体L[L代表双（4-吡啶硫基）甲烷]（23.4mg，0.1mmol）的甲醇溶液3mL加入到三臂H-型管的右侧臂中；
S3.将FeCl2(12.6mg，0.1mmol）的甲醇溶液3mL加入到三臂H-型管的左侧臂中；
S4.用甲醇将三臂H-型管的各臂及横向连接管填充液封，用封口膜将三臂H-型管口密封，置于避光安静处，大约两周后...

【专利技术属性】
技术研发人员：张道鹏，曹桐，张明健，迟晓晨，段晓仪，秦兰，周振，杨璐，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37