一种用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜及其制备方法和应用技术

本申请涉及一种用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜及其制备方法和应用，该用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜，包括以下组分：金属

【技术实现步骤摘要】
一种用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及水净化
，尤其涉及一种用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]双氯芬酸钠是一种较为常见的抗炎镇痛类药物，在医药领域应用广泛。然而，该类药物的大量排放也对地表水和饮用水造成了一定程度的污染。研究表明，长期接触该类药物可能会引起甲状腺肿瘤等疾病。因此，如何从水溶液中高效去除双氯芬酸钠是关乎人类健康和社会可持续发展的重要课题。
[0003]目前，用于水中双氯芬酸钠的去除方法主要有以下几种：1)光降解，即通过紫外
‑
可见光的照射实现双氯芬酸钠的去除，有时需借助光催化材料实现；2)物理方法，采取絮凝剂使得水溶液中双氯芬酸钠凝固和沉降；3)生物降解，依靠微生物释放特殊的生物酶进行降解和去除；4)高级氧化和臭氧化，通过化学的氧化还原反应进行双氯芬酸钠的氧化降解。相比之下，多孔材料吸附法较为简单、条件温和且较易实现。因此，近年来，利用多孔材料去除水溶液中的双氯芬酸钠备受关注。然而，目前大多采取粉体直接分散在水体中的方法来实现该类物质的吸附与分离，不利于材料的回收利用。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜及其制备方法和应用，以提供一种结构稳定、高效的吸附材料用于水溶液中双氯芬酸钠的吸附与分离。
[0005]本申请提供了一种用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜，包括以下组分：金属
‑
有机框架材料和聚丙烯腈，所述用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜的厚度为8～12μm。
[0006]进一步地，所述金属
‑
有机框架材料与聚丙烯腈的质量比为(1～3)：5。
[0007]进一步地，所述金属
‑
有机框架材料为锆基金属
‑
有机框架材料。
[0008]进一步地，所述金属
‑
有机框架材料的比表面积为1850～1950m2·
g
‑1，孔体积为0.60～0.70cm3·
g
‑1，孔尺寸约为
[0009]进一步地，所述金属
‑
有机框架材料由以下步骤制得：
[0010]将1,3,5
‑
均苯三甲酸与二甲基甲酰胺超声混合，后加入ZrOCl2和甲酸再次超声混合，后进行加热密闭反应，反应结束后降至室温，取底部白色沉淀进行离心，后用于N,N
‑
二甲基甲酰胺清洗、离心，离心后用二甲基甲酰胺进行第一次浸泡，后用丙酮清洗、离心，离心后用丙酮进行第二次浸泡，第二次浸泡后干燥，即可。
[0011]进一步地，所述加热密闭反应的工艺参数包括：加热温度为120～140℃，反应时间为2.5～3.5天；和/或
[0012]所述第一次浸泡的工艺参数包括：浸泡时间为2.5～3.5天，每天更换3次二甲基甲酰胺；和/或
[0013]所述第二次浸泡的工艺参数包括：浸泡时间为2.5～3.5天，每天更换3次丙酮。
[0014]进一步地，所述1,3,5
‑
均苯三甲酸与ZrOCl2的质量比为1：2。
[0015]本申请还提供了上述用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜的制备方法，所述方法包括：
[0016]将金属
‑
有机框架材料、聚丙烯腈和N,N
‑
二甲基甲酰胺混合，得混合液；
[0017]将所述混合液铺于玻璃板上，于室温下干燥成膜，后将工业酒精喷于所述膜上，待所述膜自动脱离玻璃板，取下所述膜室温干燥。
[0018]进一步地，所述金属
‑
有机框架材料、聚丙烯腈和N,N
‑
二甲基甲酰胺的用量比为(0.1～0.3)g：5g：5ml。
[0019]本申请还提供了上述用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜在水净化中的应用。
[0020]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0021]本申请的MOFs膜材料表面呈现致密的多孔结构，结构稳定，可以高效去除水溶液中90％的双氯芬酸钠分子。通过对比纯聚合物膜(PAN膜)对双氯芬酸钠的吸附效果可知，该MOFs膜材料去除水溶液中的双氯芬酸钠主要是通过MOFs的吸附作用来实现的。然而纯的MOFs无法形成自支撑的膜材料，需要借助高分子聚合物——聚丙烯腈的交联作用才能形成稳定的膜材料。
附图说明
[0022]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本申请实施例1提供的金属
‑
有机框架材料的X
‑
射线粉末衍射图；
[0025]图2为本申请实施例1提供的金属
‑
有机框架材料粉体的扫描电子显微镜图(SEM)；
[0026]图3、4分别为申请实施例1提供的金属
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有机框架材料粉体的氮气吸附图和孔径分布图；
[0027]图5为本申请实施例1提供的金属
‑
有机框架材料经历不同pH溶液浸泡后的X
‑
射线粉末衍射图；
[0028]图6为本申请实施例1提供的金属
‑
有机框架材料在0～120min对水溶液中双氯芬酸钠的吸附效果图；
[0029]图7为通过收集不同浓度双氯芬酸钠的紫外
‑
可见吸收光谱模拟得到的标准曲线；
[0030]图8是本申请实施例1提供的MOFs膜的照片；
[0031]图9是本申请实施例1提供的MOFs膜的粉末衍射图；
[0032]图10是本申请实施例1提供的MOFs膜表面的扫描电子显微镜图；
[0033]图11是本申请实施例1提供的MOFs膜截面的扫描电子显微镜图；
[0034]图12是本申请实施例3提供的MOFs膜对不同体积的双氯芬酸钠水溶液的净化效果(去除效率)；
[0035]图13为本申请实施例及不同比例所得膜对水溶液中双氯芬酸钠的吸附效果图。
具体实施方式
[0036]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜，其特征在于，包括以下组分：金属
‑
有机框架材料和聚丙烯腈，所述用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜的厚度为8～12μm。2.根据权利要求1所述的用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜，其特征在于：所述金属
‑
有机框架材料与聚丙烯腈的质量比为(1～3)：5。3.根据权利要求1或2所述的用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜，其特征在于：所述金属
‑
有机框架材料为锆基金属
‑
有机框架材料。4.根据权利要求3所述的用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜，其特征在于：所述金属
‑
有机框架材料的比表面积为1850～1950m2·
g
‑1，孔体积为0.60～0.70cm3·
g
‑1，孔尺寸约为5.根据权利要求3所述的用于去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs膜，其特征在于，所述金属
‑
有机框架材料由以下步骤制得：将1,3,5
‑
均苯三甲酸与N,N
‑
二甲基甲酰胺超声混合，后加入ZrOCl2和甲酸再次超声混合，后进行加热密闭反应，反应结束后降至室温，取底部白色沉淀进行离心，后用N,N
‑
二甲基甲酰胺清洗、离心，离心后用N,N
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓静，应少明，林志雅，邓溪，
申请(专利权)人：宁德师范学院，
类型：发明
国别省市：