【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及mof材料，具体而言，涉及一种zif衍生缺陷材料、其制备方法和应用。
技术介绍
1、塑料薄膜覆盖作为一种传统的农业种植技术，可使果蔬在生长过程中充分利用光、热、水和土壤养分等资源，改善果蔬产量和提高经济价值。然而，农用塑料薄膜的广泛使用也导致农业用地受到塑料残留物的污染，由于其不可降解性，随着时间的迁移变化会逐渐分解为微塑料(mps)或纳米塑料(nps)，并逐渐迁移富集在果蔬中，对人类健康构成潜在风险。例如：lian等人(2021)进行的一项早期研究中，发现将聚苯乙烯纳米颗粒(ps-nps)应用于生菜叶片对其发育和营养成分都有不利影响。研究人员还发现，ps-nps能够从叶子通过气孔转移，并向下进入植物的根部。随后，jiang等人(2022)观察到ps-nps在成熟阶段从花生和水稻的根部迁移到籽粒中。这种迁移对谷物的营养质量产生了不利影响，包括矿物质元素、氨基酸和不饱和脂肪酸的减少。当草莓在幼苗期被ps-nps污染时，zhang等(2023)发现nps可以从根部向上迁移到茎叶中，并影响其光合作用和生长。因此，迫切需要开发控制技术/纳米材料来吸附和去除果蔬中的mps/nps，这对保障我国农产品质量安全具有重要意义。
2、高效的吸附剂能够有效的从大量果蔬样品中富集出微量的有害物质，提高了检测的灵敏度，同时能够排除果蔬基质的干扰。选择合适的多孔材料是提高吸附去除性能的关键。目前，不同类型的多孔材料已被报道用来吸附和消除水溶液中的mps/nps，例如磁性生物炭、磁性海泡石、苯甲酸纤维素吸附剂、磁性海绵碳、植物基纳
3、三维(3d)-mofs因其具有比表面积/孔隙率大、优异的化学稳定性、官能团的显著可调性以及直接合成等优点，在环境污染物去除和吸附领域具有巨大的潜力。然而，3d-mofs在污染物去除过程中存在一些问题，如活性位点埋藏较深、传质速度慢、效率低等。
4、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种zif衍生缺陷材料、其制备方法和应用，旨在制备吸附性能好且具有快速分离特性的mofs材料。
2、本专利技术是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供一种zif衍生缺陷材料的制备方法，以咪唑类有机配体、锌源和钴源为原料制备三维zn-co-zif材料，将三维zn-co-zif材料与修饰溶液反应；
4、其中，修饰溶液中含有镍离子和单宁酸中的至少一种。
5、在可选的实施方式中，三维zn-co-zif材料的制备过程包括：将锌源、钴源和第一溶剂混合溶解后得到混合盐溶液，将混合盐溶液和咪唑类有机配体混合反应；
6、优选地，混合盐溶液和咪唑类有机配体的反应温度为15℃-30℃，反应时间为20h-30h。
7、在可选的实施方式中，通过调控锌源、钴源和咪唑类有机配体的用量，使锌、钴和咪唑类有机配体的摩尔比为(1.5-3.5)：(4-5)：(240-480)；
8、优选地，咪唑类有机配体选自2-甲基咪唑和1-甲基咪唑中的至少一种；
9、优选地，咪唑类有机配体包括2-甲基咪唑和1-甲基咪唑，且2-甲基咪唑和1-甲基咪唑的摩尔比为1：(0.5-1.5)。
10、在可选的实施方式中，第一溶剂选自水、甲醇和乙醇中的至少一种；优选地，所述第一溶剂为水和甲醇；或，所述第一溶剂为水和乙醇；或第一溶剂为甲醇和乙醇；
11、优选地，锌源和钴源均为硝酸盐或硫酸盐。
12、在可选的实施方式中，在混合盐溶液和咪唑类有机配体反应完成之后，进行固液分离，将得到的固体物料进行洗涤、干燥；
13、优选地，采用离心分离的方式进行固液分离，控制转速为8000r/min-10000r/min，离心时间为10min-15min；
14、优选地，洗涤是采用无水乙醇或去离子水进行多次洗涤。
15、在可选的实施方式中，修饰溶液为含有镍离子的溶液，将三维zn-co-zif材料与镍源和第二溶剂混合反应，控制反应温度为15℃-30℃，反应时间为15min-60min；
16、优选地，通过控制镍源的用量，使锌、钴和镍的摩尔比为(2-5)：(4-5)：(1-10)；更优选地，所述镍源为硝酸盐；
17、优选地，第二溶剂选自水、甲醇和乙醇中的至少一种；更优选地，第二溶剂为水和甲醇；或，第二溶剂为水和乙醇；或第二溶剂为甲醇和乙醇；
18、优选地，在三维zn-co-zif材料与镍源和第二溶剂混合反应完成之后，进行固液分离，将得到的固体物料进行洗涤、干燥。
19、在可选的实施方式中，修饰溶液为含有单宁酸的溶液，将三维zn-co-zif材料与单宁酸和第三溶剂混合反应，控制反应温度为15℃-30℃，反应时间为15min-60min；
20、优选地，通过控制单宁酸的用量，使锌、钴和单宁酸的摩尔比为(2-5)：(4-5)：(1-5)；
21、优选地，第三溶剂选自水、甲醇和乙醇中的至少一种；更优选地，第三溶剂为水和甲醇；或，所述第三溶剂为水和乙醇；或所述第三溶剂为甲醇和乙醇；
22、优选地，在三维zn-co-zif材料与单宁酸和第三溶剂混合反应完成之后，进行固液分离，将得到的固体物料进行洗涤、干燥。
23、第二方面，本专利技术提供一种zif衍生缺陷材料，通过前述实施方式中任一项的制备方法制备而得。
24、第三方面，本专利技术提供前述实施方式中任一项制备方法制备得到的zif衍生缺陷材料在水处理或果蔬处理中的应用。
25、在可选的实施方式中，将zif衍生缺陷材料用于吸附聚苯乙烯纳米塑料残留。
26、本专利技术具有以下有益效果：利用镍离子或单宁酸对三维zn-co-zif材料进行缺陷化刻蚀调控，可以为zifs提供表面支撑、有效提高zifs机械强度、改变zifs三维孔道结构，同时使活性位点暴露增加，能够加快传质速度，提升其在实际应用中的快速分离特性和稳定性，又能增强zifs对环境水样和果蔬样品中聚苯乙烯纳米塑料残留的吸附性能和快速分离特性。
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1.一种ZIF衍生缺陷材料的制备方法，其特征在于，以咪唑类有机配体、锌源和钴源为原料制备三维Zn-Co-ZIF材料，将所述三维Zn-Co-ZIF材料与修饰溶液反应；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三维Zn-Co-ZIF材料的制备过程包括：将所述锌源、所述钴源和第一溶剂混合溶解后得到混合盐溶液，将所述混合盐溶液和所述咪唑类有机配体混合反应；
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，通过调控所述锌源、所述钴源和所述咪唑类有机配体的用量，使锌、钴和所述咪唑类有机配体的摩尔比为(1.5-3.5)：(4-5)：(240-480)；
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂选自水、甲醇和乙醇中的至少一种；优选地，所述第一溶剂为水和甲醇；或，所述第一溶剂为水和乙醇；或所述第一溶剂为甲醇和乙醇；
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述混合盐溶液和所述咪唑类有机配体反应完成之后，进行固液分离，将得到的固体物料进行洗涤、干燥；
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述修饰溶
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述修饰溶液为含有单宁酸的溶液，将所述三维Zn-Co-ZIF材料与单宁酸和第三溶剂混合反应，控制反应温度为15℃-30℃，反应时间为15min-60min；
8.一种ZIF衍生缺陷材料，其特征在于，通过权利要求1-7中任一项所述的制备方法制备而得。
9.权利要求1-7中任一项所述制备方法制备得到的ZIF衍生缺陷材料在水处理或果蔬处理中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将所述ZIF衍生缺陷材料用于吸附聚苯乙烯纳米塑料残留。
...【技术特征摘要】
1.一种zif衍生缺陷材料的制备方法，其特征在于，以咪唑类有机配体、锌源和钴源为原料制备三维zn-co-zif材料，将所述三维zn-co-zif材料与修饰溶液反应；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三维zn-co-zif材料的制备过程包括：将所述锌源、所述钴源和第一溶剂混合溶解后得到混合盐溶液，将所述混合盐溶液和所述咪唑类有机配体混合反应；
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，通过调控所述锌源、所述钴源和所述咪唑类有机配体的用量，使锌、钴和所述咪唑类有机配体的摩尔比为(1.5-3.5)：(4-5)：(240-480)；
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂选自水、甲醇和乙醇中的至少一种；优选地，所述第一溶剂为水和甲醇；或，所述第一溶剂为水和乙醇；或所述第一溶剂为甲醇和乙醇；
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述混合盐...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐东辉，刘广洋，林志豪，张萌，刘中笑，李凌云，陈鸽，张延国，林桓，吕军，
申请(专利权)人：中国农业科学院蔬菜花卉研究所，
类型：发明
国别省市：
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