本发明专利技术涉及一种去除水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法，属于污染物净化领域。所述方法包括：将aTrz、Ts
【技术实现步骤摘要】
一种去除水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法
[0001]本专利技术涉及一种去除水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法，具体涉及一种通过构建阳离子型金属有机骨架实现高效分离水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法，属于污染物净化领域。
技术介绍
[0002]从废水中分离目标物是废水处理过程中一个非常重要的步骤。然而当废水中存在大量目标物的类似物时，由于它们的结构和化学性质相似，使得废水中分离目标物成为一项重大的挑战。对甲苯磺酸阴离子是废水中的一种有机阴离子污染物，当废水中存在与其结构相似的有机阴离子时，如同系物的阴离子，从废水中分离对甲苯磺酸阴离子就会成为一个棘手的问题。
[0003]使用具有不同孔径和形状的多孔材料来分离成分复杂的混合物是最常用的方法之一。在过去的几十年中，大量的多孔材料，包括多孔有机聚合物、氢键有机框架、共价有机框架(COFs)、金属有机骨架(MOFs)等被开发用于结构、性能相似的轻质烷烃的分离，并且取得了理想的成果。
[0004]但是将这些材料用于废水中分离目标物的研究较少，主要有以下几个原因：1)当竞争性类似物存在时，这些材料的分离表现会大大下降，尤其是水溶液中目标物的类似物的尺寸比目标物更小时，分离就显得更加困难；2)一些多孔材料，如MOFs、COFs，在水中的稳定性不好，容易分解，无法用于分离。
[0005]作为MOFs中的一类，阳离子型金属有机骨架(CMOFs)由中性配体与金属离子或金属团簇通过自组装的方式形成骨架，而阴离子作为电荷平衡离子被吸附在孔道内(自由存在不与金属发生配位)。根据CMOFs的结构特征，有研究表明，采用热力学控制结晶法，利用4,4
′‑
偶氮
‑
1,2,4三唑构建CMOFs，从水中分离有机污染物——2,4,6
‑
三硝基苯酚阴离子(Zhao C,Du Y,Zhang,J et al.Highly Efficient Separation of Anionic Organic Pollutants from Water via Construction of Functional Cationic Metal
‑
Organic Frameworks and Mechanistic Study,ACS Appl.Mate.Interfaces,2020,12,22835
‑
22844.)，但是，该文献并没有给出分离类似物的方法，并且对甲苯磺酸阴离子和文献中的2,4,6
‑
三硝基苯酚阴离子具有很大的不同，因此，当水溶液中同时存在对甲苯磺酸阴离子及其他任一种类似物(如同系物)时，如何有效的将其从水溶液中分离出来是需要解决的一个技术问题。
技术实现思路
[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种去除水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法，所述方法结合热动力学和动力学控制结晶法，利用中性配体——4,4
′‑
偶氮
‑
1,2,4三唑、铜离子和待分离的对甲苯磺酸阴离子(Ts
‑
)来构筑高稳定性快速结晶的CMOFs，即，以Ts
‑
作为平衡阴离子构建CMOFs，从而达到从水中去除对甲苯磺酸阴离子的目的。
[0007]为实现本专利技术的目的，提供以下技术方案。
[0008]一种去除水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法，所述方法步骤如下：
[0009](1)配置含有Ts
‑
的溶液：将中性配体——4,4
′‑
偶氮
‑
1,2,4三唑(aTrz，分子式为C4H4N8)、Ts
‑
和其他任一同系物的阴离子溶解于水中。
[0010](2)向含有Ts
‑
的溶液中加入Cu(NO3)2溶液，在室温条件下静置24h以上，过滤，得到固体产物，清洗，干燥，得到以Ts
‑
作为平衡阴离子的CMOFs。
[0011]其中，aTrz与Ts
‑
的物质的量之比大于等于1:1；aTrz与铜离子的物质的量之比小于等于2:1。
[0012]优选，aTrz与Ts
‑
的物质的量之比为1:1；aTrz与铜离子的物质的量之比为2:1。
[0013]优选，Ts
‑
与其他任一同系物的阴离子的物质的量之比大于等于1:1。
[0014]更优选，Ts
‑
与其他任一同系物的阴离子的物质的量之比为1:1。
[0015]优选，其他任一同系物的阴离子为苯磺酸阴离子(Bs
‑
)、乙基苯磺酸阴离子(Es
‑
)或异丙基苯磺酸阴离子(Ps
‑
)。
[0016]优选，步骤(2)中，在室温条件下静置24h。
[0017]上述方法通过以Ts
‑
作为平衡阴离子构建CMOFs，实现了从水溶液中分离Ts
‑
和其他任一同系物的阴离子的目的，对Ts
‑
具有良好的选择性。
[0018]另外，对于本专利技术所述方法得到的以Ts
‑
作为平衡阴离子的CMOFs，本专利技术还提供了由产物到原材料，即aTrz和Cu(NO3)2，的回收的方法，所述回收的具体方法为：
[0019]将以Ts
‑
作为平衡阴离子的CMOFs溶解于水中，得到溶液a，将溶液a与NaNO3溶液混合均匀，静置72h以上，通过离子交换的方法得到新的晶体，即以NO3‑
作为平衡阴离子的CMOFs，过滤，得到的滤液中含有对甲苯磺酸钠，对过滤得到晶体进行清洗，干燥，然后将该晶体浸泡在100℃的水中溶解，得到aTrz和Cu(NO3)2，进而达到原材料回收的目的。
[0020]其中，NaNO3溶液中NaNO3的浓度是溶液a中以Ts
‑
作为平衡阴离子的CMOFs的浓度的5倍以上。
[0021]优选，NaNO3溶液中NaNO3的浓度是溶液a中以Ts
‑
作为平衡阴离子的CMOFs的浓度的5倍。
[0022]优选，将溶液a与NaNO3溶液混合均匀，静置72h。
[0023]有益效果
[0024](1)本专利技术提供的一种去除水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法，通过将Ts
‑
作为平衡阴离子构建CMOFs，以达到从水溶液中分离Ts
‑
的目的，该方法操作过程简单，成本较低，并且绿色无污染，适合工业大规模化生产。
[0025](2)本专利技术提供的一种去除水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法，虽然水溶液中存在其他任一同系物的阴离子，如Bs
‑
，Es
‑
或Ps
‑
，本专利技术所述方法由于以aTrz作为中性配体，其与铜离子形成框架材料，该框架材料的孔径大小有利于吸附Ts
‑
，对Ts
‑
的作用比较稳定，进而表现出高的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种去除水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法，其特征在于：所述方法包括：(1)配置含有Ts
‑
的溶液：将aTrz、Ts
‑
和其他任一同系物的阴离子溶解于水中；(2)向含有Ts
‑
的溶液中加入Cu(NO3)2溶液，在室温条件下静置24h以上，过滤，得到固体产物，清洗，干燥，得到以Ts
‑
作为平衡阴离子的CMOFs；其中，aTrz与Ts
‑
的物质的量之比大于等于1:1；aTrz与铜离子的物质的量之比小于等于2:1。2.根据权利要求1所述的一种去除水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法，其特征在于：aTrz与Ts
‑
的物质的量之比为1:1；aTrz与铜离子的物质的量之比为2:1。3.根据权利要求1所述的一种去除水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法，其特征在于：Ts
‑
与其他任一同系物的阴离子的物质的量之比大于等于1:1。4.根据权利要求3所述的一种去除水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法，其特征在于：Ts
‑
与其他任一同系物的阴离子的物质的量之比为1:1。5.根据权利要求1任一项所述的一种去除水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法，其特征在于：其他任一同系物的阴离子为Bs
‑
、Es
‑
或Ps
‑
。6.根据权利要求1所述的一种去除水溶液中对甲苯磺酸阴离子的方法，其特征在于：步骤(2)中，在室温...
【专利技术属性】
技术研发人员：李生华，庞思平，李亚琼，弥永胜，彭盼盼，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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