一种含N、S金属有机框架材料的制备及应用制造技术

本专利公开了一种含N、S金属有机框架材料的制备及应用。利用六水合硝酸锌与3

【技术实现步骤摘要】
一种含N、S金属有机框架材料的制备及应用


[0001]本专利技术属于材料制备
，特别涉及一种含N,S金属有机框架材料Zn
‑
AMT的合成及其吸附分离水溶液中的Au(III)离子的方法。

技术介绍

[0002]贵金属在自然界的含量极低，通常与其他矿藏共生。传统获取贵金属的手段效率低，能耗高，导致贵金属的回收的产量难以提高，而人类对于贵金属的需求量却日益增加。为了应对贵金属资源的供需矛盾，回收贵金属必将成为未来的发展方向。贵金属的回收，不仅能够使稀缺的资源得到重复使用，并能为社会带来巨大的经济效益，且为生态环境的保护起到了促进作用。这一举措，有利于建设生态文明社会，促进国家经济发展和科技进步。
[0003]金在是应用最为广泛的贵金属之一，具有优异的物理、化学性能，如耐高温氧化、耐腐蚀、耐电性能、导电性良好、较高的催化活性和较强的协调能力等等。在工业应用中，金因其广泛的用途和不可或缺功能，被称为工业维生素。目前，应用于金离子分离的方法有化学沉淀、膜过滤、离子交换、吸附、电解和生物处理等。在上述方法中，吸附法因为运行成本低、操作简单、环境影响小、易于工业化等优点，被广泛的用于贵金属的分离。
[0004]本研究利用六水合硝酸锌和3
‑
氨基
‑5‑
巯基
‑
1,2,4
‑
三氮唑制备了一种新型的金属有机框架材料Zn
‑
AMT，利用其表面裸露的N, S作为吸附位点，对水溶液中Au(III)展现出高效选择性吸附。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供了一种对水溶液中Au(III)具有优良吸附性能的含N、S金属有机框架材料的制备方法，该材料对Au(III)具有高吸附能力、快速吸附速率、高选择性以及高的重复利用性能。本专利技术采用的技术方案是：将一定量的Zn(NO3)2·
6H2O和3
‑
氨基
‑5‑
巯基
‑
1,2,4
‑
三氮唑加入DMF和水混合溶剂中，在一定温度下密闭加热反应一段时间后，反应液冷却至室温，然后进行抽滤、洗涤和干燥后得到Zn
‑
AMT。采用Zn
‑
AMT作为吸附剂对水溶液中的Au(III)进行吸附分离，用纯度为98%的三氯化金配置一定浓度的Au(III)溶液，用0.1mol/L的氢氧化钠或HNO3调节水溶液的pH后，取一定体积溶液加入离心管中，加入一定量的Zn
‑
AMT作为吸附剂，在一定温度下，置于恒温水浴振荡器中充分搅拌一定时间，吸附完成后，取一定量样品，用原子吸收光谱仪对原溶液和吸附后剩余液的浓度测定，并计算吸附量和吸附率。取一定体积的硫脲溶液加入到50mL的离心管中作为脱附剂，加入5mg吸附后的Zn
‑
AMT材料，置于15
‑
55℃恒温水浴振荡器中振荡脱附0
‑
45h，取出离心管进行离心分离，将脱附后的Zn
‑
AMT材料再次进行吸附；优选地，制备材料所用混合溶剂DMF和水的体积比为1:3
‑
3:1；优选地，Zn(NO3)2·
6H2O和3
‑
氨基
‑5‑
巯基
‑
1,2,4
‑
三氮唑的摩尔比为1:2
‑
1:5；优选地，3
‑
氨基
‑5‑
巯基
‑
1,2,4
‑
三氮唑的摩尔浓度为0.03
‑
0.1mol/L；优选地，反应温度为110
‑
180℃，合成时间为12h
‑
72h；
优选地，配制的Au(III)溶液浓度为0
‑
2000mg/L；优选地，溶液的pH设置为1
‑
6；优选地，吸附温度为15
‑
80℃；优选地，吸附时间为0
‑
2880min；优选地，硫脲溶液浓度大于0.2mol/L。
[0006]本专利技术相比现有技术有如下优势：（1）采用一步法制备了同时含有功能原子N和S的金属有机框架材料，反应溶剂绿色，反应温度适中，原料成本低。（2）Zn
‑
AMT能有效的吸附水溶液中的Au(III)离子，吸附量高达2878mg/g，通过提高温度可继续提高材料的吸附量。（3）Zn
‑
AMT材料易于洗脱，经过脱附后可重复循环利用，是一种节约型材料，带来更高的经济效益。（4）Zn
‑
AMT材料对Au(III)的选择性较好，有利于其应用于复杂实际溶液中的选择性吸附三价金离子。
[0007]【具体实施方案】实施例1取600mg的六水合硝酸锌（2mmol）与700mg的3
‑
氨基
‑5‑
巯基
‑
1, 2, 4
‑
三氮唑（6mmol）加入到250mL烧杯中，加入含100mL DMF、50mL水的混合溶剂，搅拌至完全溶解；将溶液移到已经预热至140℃的反应釜中，在140℃下反应时间为12
‑
72小时。反应完成后，冷却至室温，抽滤得到固体粉末，用DMF、去离子水和无水甲醇溶剂洗涤多次，抽滤；将固体置于80℃的真空干燥箱中干燥一夜，研磨得到白色粉末Zn
‑
AMT。
[0008]实施例2用纯度为98%的三氯化金配制浓度为10.9mg/L的Au(III)溶液，取20mL该溶液加入50mL离心管中，用0.1mol/L的NaOH调节pH为3.19，加入5mg 实施例1获得的Zn
‑
AMT材料作为吸附剂，置于恒温水浴振荡器中振荡吸附，设置温度为25℃，定点取样检测，用原子吸收光谱仪对原溶液和吸附后剩余液的浓度进行测定，20min后，吸附量为43.6mg/g，吸附率为100%。
[0009]实施例3用纯度为98%的三氯化金配制浓度为10.9mg/L的Au(III)溶液，取20mL该溶液加入50mL离心管中，用0.1mol/L的NaOH调节pH为3.19，加入5mg 实施例1获得的Zn
‑
AMT材料作为吸附剂，置于恒温水浴振荡器中振荡吸附，设置温度为25℃，8min后，取一定量样品，用原子吸收光谱仪对原溶液和吸附后剩余液的浓度进行测定，吸附量为41.1mg/g，吸附率为94.2%。
[0010]实施例4用纯度为98%的三氯化金配制浓度为10.9mg/L的Au(III)溶液，取20mL该溶液加入50mL离心管中，用0.1mol/L的NaOH调节pH为3.19，加入5mg实施例1获得的 Zn
‑
AMT材料作为吸附剂，置于恒温水浴振荡器中振荡吸附，设置温度为25℃，2min后，取一定量样品，用原子吸收光谱仪对原溶液和吸附后剩余液的浓度进行测定，吸附量为30.4mg/g，吸附率为49.7%。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含N、S金属有机框架材料Zn
‑
AMT的制备及其应用于吸附水溶液中Au(III)的方法，其特征在于，将一定量的Zn(NO3)2·
6H2O和3
‑
氨基
‑5‑
巯基
‑
1,2,4
‑
三氮唑加入DMF和水混合溶剂中，在一定温度下密闭加热反应一段时间后，反应液冷却至室温，然后进行抽滤、洗涤和干燥后得到Zn
‑
AMT；采用Zn
‑
AMT作为吸附剂对水溶液中的Au(III)进行吸附分离，用纯度为98%的三氯化金配置一定浓度的Au(III)溶液，用0.1mol/L的氢氧化钠或HNO3调节水溶液的pH后，取一定体积溶液加入离心管中，加入一定量的Zn
‑
AMT作为吸附剂，在一定温度下，置于恒温水浴振荡器中充分搅拌一定时间，吸附完成后，取一定量样品，用原子吸收光谱仪对原溶液和吸附后剩余液的浓度测定，并计算吸附量和吸附率；取一定体积的硫脲溶液加入到50mL的离心管中作为脱附剂，加入5mg吸附后的Zn
‑
AMT材料，置于15
‑
55℃恒温水浴振荡器中振荡脱附0
‑
45h，取出离心管进行离心分离，将脱附后的Zn
‑
AMT材料再次进行吸附。2.根据权利要求1所述方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐课文，许卫凤，周淑贤，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：