一种用于吸附苯类污染物的MOF/COF复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及新材料领域，具体涉及一种用于吸附苯类污染物的MOF/COF复合材料及其制备方法。包括以下步骤：a.通过溶剂热法制备COF，以三聚氰胺、对苯二甲醛、4

【技术实现步骤摘要】
一种用于吸附苯类污染物的MOF/COF复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及新材料领域，具体涉及一种用于吸附苯类污染物的MOF/COF复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]苯系物对生物体具有毒性，对人类健康能够产生直接危害。经研究，BTEX具有神经毒性(引起神经衰弱、头痛、失眠、眩晕、下肢疲惫等症状)和遗传毒性(破坏DNA)，长期接触可以导致人体患上贫血症和白血病。金属有机框架(MOFs)是由无机
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有机组成多孔吸附材料。金属有机框架还具有超高比表面积及孔隙率的特点，这对气体吸附来说，无疑是巨大的优势，其中MIL
‑
101材料对VOCs有着极高的吸附率，例如，中国专利文献(申请号202110417409.3)公开一种用于吸附苯类气体的MIL
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101/PDVB复合材料，其对苯、甲苯及邻二甲苯均具有一定的吸附性能，但吸附能力仍有待提高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种用于吸附苯类污染物的MOF/COF复合材料的制备方法。本专利技术的MOF/COF复合材料具有合成简便、无毒、低成本、高吸附量等特点。以COF与MOF发生键合，增强了材料的稳定性，在复合了COF的MOF增强了材料的π
‑
π相互作用，使其成为苯类污染物的吸附剂。
[0004]如上所述一种用于吸附苯类污染物的MOF/COF复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0005]a.将单体三聚氰胺、对苯二甲醛、4
‑r/>甲酰苯甲酸为原料按摩尔比3:3
‑
3.8:0.9
‑
2(优选3:3.2
‑
3.6:1.1
‑
1.6)溶解在二甲基亚砜，并放入聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃
±
10℃下充分反应(一般反应14h左右)，获得未纯化的COF；
[0006]b.将未纯化的COF用丙酮、二氯甲烷、乙醇充分洗涤后获得纯化的COF；
[0007]c.将九水硝酸铬、对苯二甲酸、氢氧化钠、去离子水按摩尔比1:1:1:278
‑
300混合均匀，获得MOF前驱体溶液，再加入b制得的COF，在常温下超声混合获得MOF/COF前驱体溶液；
[0008]d.将所述MOF/COF前驱体溶液转入聚四氟乙烯高压反应釜置于烘箱中，于160℃
‑
180℃下保温16h
‑
48h，获得未纯化的MOF/COF；
[0009]e.将未纯化的MOF/COF用N,N
‑
二甲基甲酰胺、乙醇充分洗涤后获得纯化的MOF/COF。
[0010]与现有技术相比，本专利技术具有以下特点：
[0011]1、本专利技术提供的MOF/COF复合材料的制备方法，由通常的合成后复合转至合成前复合，极大的降低了合成时间。
[0012]2、本专利技术提供的MOF/COF复合材料，该材料孔道有极高的吸附位点，并且增强了材料的π
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π相互作用，使得该材料拥有了良好的吸附性能。
[0013]3、相对于其他材料，该材料和合成方法较为环保，且原料成本较低，属于环境良好型药品。
附图说明
[0014]图1所示为实施例三制得的MOF/COF复合材料、对比例一制得的MOF的XRD衍射谱图；
[0015]图2所示为实施例三制得的MOF/COF复合材料、对比例一制备得的MOF的SEM照片；
[0016]图3所示为实施例三制得的MOF/COF复合材料、对比例一制得的MOF的红外光谱图；
[0017]图4所示为实施例三制得的MOF/COF复合材料、对比例一制得的MOF的N2吸脱附等温曲线；
[0018]图5所示为实施例三制得的MOF/COF复合材料、对比例一制得的MOF、对比例二制得的COF的静态苯气体吸附曲线图。
具体实施方式
[0019]本专利技术不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本专利技术公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本专利技术的，或者凡是采用本专利技术的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本专利技术的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]本专利技术下面结合实施例作进一步详述：
[0021]实施例一
[0022]a.将0.4g三聚氰胺、0.32g对苯二甲醛、0.36g 4
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甲酰苯甲酸溶解在25mL二甲基亚砜，并放入聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃下加热14h，获得未纯化的COF；
[0023]b.将未纯化的COF用丙酮、二氯甲烷、乙醇充分洗涤后获得纯化的COF；
[0024]c.将2g九水硝酸铬、0.83g对苯二甲酸、0.2g氢氧化钠、25mL去离子水混合均匀，获得MOF前驱体溶液，再加入0.1451g COF，在常温下超声混合获得MOF/COF前驱体溶液；
[0025]d.将所述MOF/COF前驱体溶液转入聚四氟乙烯高压反应釜置于烘箱中，于170℃下保温24h，获得未纯化的MOF/COF；
[0026]e.将未纯化的MOF/COF用N,N
‑
二甲基甲酰胺、乙醇充分洗涤后获得纯化的MOF/COF。
[0027]本实例中制备的用于苯类气体吸附的MOF/COF复合材料，在环境温度25℃，苯初始浓度为3g/L，吸附时间为24h条件下，采用静态保干器法测量对苯气体的吸附量，测得吸附量为1800mg/g。
[0028]实施例二
[0029]a.将0.4g三聚氰胺、0.43g对苯二甲醛、0.24g 4
‑
甲酰苯甲酸溶解在25mL二甲基亚砜，并放入聚四氟乙烯高压反应釜中，在180℃下加热14h，获得未纯化的COF；
[0030]b.将未纯化的COF用丙酮、二氯甲烷、乙醇充分洗涤后获得纯化的COF；
[0031]c.将2g九水硝酸铬、0.83g对苯二甲酸、0.2g氢氧化钠、25mL去离子水混合均匀，获得MOF前驱体溶液，再加入0.1451g COF，在常温下超声混合获得MOF/COF前驱体溶液；
[0032]d.将所述MOF/COF前驱体溶液转入聚四氟乙烯高压反应釜置于烘箱中，于170℃下
保温24h，获得未纯化的MOF/COF；
[0033]e.将未纯化的MOF/COF用N,N
‑
二甲基甲酰胺、乙醇充分洗涤后获得纯化的MOF/COF。
[0034]本实例中制备的用于苯类气体吸附的MOF/COF复合材料，在环境温度25℃，苯初始浓度为3g/L，吸附时间为24h条件下，采用静态保干器法测量对苯气体的吸附量，测得吸附量为2100mg/g。
[0035]实施例三
[0036]a.将0.4g三聚氰胺、0.48g对苯二甲醛、0.18g 4
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甲酰苯甲酸溶解在25mL二甲基亚砜，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于吸附苯类污染物的MOF/COF复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：a.将单体三聚氰胺、对苯二甲醛、4
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甲酰苯甲酸为原料按摩尔比3:3
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3.8:0.9
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2溶解在二甲基亚砜，并放入聚四氟乙烯高压反应釜中，在170
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190℃下充分反应，获得未纯化的COF；b.将未纯化的COF用丙酮、二氯甲烷、乙醇充分洗涤后获得纯化的COF；c.将九水硝酸铬、对苯二甲酸、氢氧化钠、去离子水按摩尔比1:1:1:278
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300混合均匀，获得MOF前驱体溶液，再加入b制得的纯化的COF，在常温下超声混合获得MOF/COF前驱体溶液；d.将所述MOF/COF前驱体溶液转入聚四氟乙烯高压反应釜置于烘箱中，于160℃
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180℃下保温16h
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48h，获得未纯化的MOF/...

【专利技术属性】
技术研发人员：付猛，王智轩，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：