【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于紫精羧酸的阳离子型稀土-有机框架材料的制备方法及其选择吸附阴离子染料的应用。
技术介绍
1、金属有机框架（mofs）得到了广泛的发展，作为一种具有独特结构的结晶多孔材料，它可以根据特定的性能进行定制和优化，引起了人们的极大关注。最近的进展突出表明，mofs已发展成为制造智能和多功能材料的杰出平台，特别是在水净化领域，涉及污染物的提取和降解等任务。水系统中阴离子污染物的处理带来了巨大的挑战，主要是由于这些污染物在环境中的高流动性，因为大多数天然矿物要么是中性的，要么是带负电的。为了有效去除水系统中的阴离子污染物，阳离子mofs受到高度重视，代表了超越转化型离子交换树脂的下一代离子交换色谱材料。由于阳离子mofs具有精确定义的孔的正电荷网络，它们可以无缝地整合离子交换和尺寸排斥效应，使其成为目标捕获阴离子污染物的特殊宿主。然而，实现对阳离子mofs合成的精确控制是具有挑战性的，因为金属或金属簇的正电荷通常由带负电荷的有机连接体或离子平衡。
2、染料是一种有颜色的能使纤维和其他材料着色的物质，主要由天然和合成两大类组成。其中绝大部分染料都是有色的有机化合物，都可溶在水中。目前，染料已不只局限于各种天然纤维如棉、毛、丝、麻及纺织物的染色和印花，它在油漆、塑料、纸张、皮革、光电通讯、食品等许多领域都得到了一定的应用。染料在给人们的生活带来绚丽多彩的颜色并产生巨大经济效益的同时，也产生大量对环境有害的染料废水排放到环境水域中，导致自然水域的污染。某些染料在浓度低于时就能使接受水体产生明显的颜色，因此即便是少
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于一种新型的具有良好稳定性的基于紫精羧酸的阳离子型稀土-有机框架材料及其制备方法与应用。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案具体如下：
3、一种基于紫精羧酸的阳离子型稀土-有机框架材料的制备方法，包括：将紫精羧酸配体1,1'-双(4-羧基苯基)(4,4'-联吡啶)二氯化物(即h2bcbp·2cl) ，硝酸铕和高氯酸加入由去离子水和乙腈组成的混合液中，搅拌半小时后置于聚四氟乙烯反应釜中加热反应一段时间，得到黄色片状晶体，即为基于紫精羧酸的阳离子型稀土-有机框架晶态材料，其分子式为[eu(bcbp)1.5(h2o)3]·3clo4。
4、进一步的，所述紫精羧酸配体，硝酸铕和高氯酸的摩尔比为2： 5：15。
5、进一步的，所述去离子水和乙腈的体积比为5：1。
6、进一步的，所述加热温度为130℃，所述反应时间为5天。
7、本专利技术还提供了由上述合成方法制备的基于紫精羧酸的阳离子型稀土-有机框架材料；其晶体结构特征为结晶于三斜晶系p-1空间群。
8、本专利技术还提供了上述基于紫精羧酸的阳离子型稀土-有机框架晶态材料在阴离子染料吸附去除中的应用。
9、进一步的，所述吸附去除是对环境中的阴离子染料中的新胭脂红（nc3-）具有很好的吸附去除效果。
10、进一步的，目标阳离子型稀土-有机框架晶态材料对阳离子染料中的孔雀石绿（mg+）没有吸附去除效果。
11、进一步的，目标阳离子型稀土-有机框架晶态材料对新胭脂红和孔雀石绿组成的混合染料中的新胭脂红具有很好的选择性的吸附去除效果。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
13、本专利技术的一种基于紫精羧酸的阳离子型稀土-有机框架材料具有一种新型结构特征和带正电荷的骨架，具有良好的稳定性，可在空气中长期存放；
14、本专利技术的合成方法简单快捷，成本低，产率高，可重复性高，易于量产和普及使用；
15、本专利技术的一种阳离子型稀土-有机框架晶态材料具有三维框架结构，其骨架上带有正电荷，，抗衡阴离子高氯酸根填充于孔道之中；可通过离子交换的方式对环境中的阴离子染料中的新胭脂红（nc3-）具有很好的吸附去除效果。
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1. 一种基于紫精羧酸的阳离子型稀土-有机框架材料的制备方法，其特征在于，包括：将紫精羧酸配体1,1'-双(4-羧基苯基)(4,4'-联吡啶)二氯化物(即H2bcbp·2Cl) ，硝酸铕和高氯酸加入由去离子水和乙腈组成的混合液中，搅拌半小时后置于聚四氟乙烯反应釜中加热反应一段时间，得到黄色片状晶体，即为基于紫精羧酸的阳离子型稀土-有机框架晶态材料，其分子式为[Eu(bcbp)1.5(H2O)3]·3ClO4。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述紫精羧酸配体，硝酸铕和高氯酸的摩尔比为2：5：15；所述去离子水和乙腈的体积比为5：1；所述加热温度为130℃，所述反应时间为5天。
3.由以上权利要求所述制备方法制备的基于紫精羧酸配体的阳离子型稀土-有机框架晶态材料。
4.根据权利要求1-2所述的制备方法，得到的阳离子型稀土-有机框架晶态材料，其晶体结构特征为结晶于三斜晶系P-1空间群。X-射线单晶衍射数据显示，其不对称单元中包含1个铕离子，1.5个紫精羧酸配体，3个配位水和3个高氯酸根。铕离子为八配位，通过紫精羧酸上的羧基配位形成一维
5.根据权利要求1-2所述的制备方法，得到的阳离子型稀土-有机框架晶态材料，具有较好的热稳定性。热重数据显示，其骨架结构可以稳定到395℃。
6.权利要求1-5中所述基于紫精羧酸配体的阳离子型稀土-有机框架晶态材料在阴离子染料吸附去除中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，目标阳离子型稀土-有机框架晶态材料对阴离子染料中的新胭脂红（NC3-）具有很好的吸附去除效果。研磨后的目标阳离子型稀土-有机框架晶态材料置于新胭脂红水溶液中，其508nm处液体紫外特征光谱随着时间的推移而降低，在1个小时左右降低至1%；表明目标阳离子型稀土-有机框架晶态材料对新胭脂红（NC3-）具有良好的吸附去除效果。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，目标阳离子型稀土-有机框架晶态材料对阳离子染料中的孔雀石绿（MG+）没有吸附去除效果。研磨后的目标阳离子型稀土-有机框架晶态材料置于孔雀石绿水溶液中，其616nm处液体紫外特征光谱随着时间的推移几乎不变；表明目标阳离子型稀土-有机框架晶态材料对孔雀石绿（MG+）没有吸附去除效果。
9.根据权利要求6-8所述的应用，其特征在于，目标阳离子型稀土-有机框架晶态材料对新胭脂红和孔雀石绿组成的混合染料中的新胭脂红具有很好的选择性的吸附去除效果。研磨后的目标阳离子型稀土-有机框架晶态材料置于新胭脂红和孔雀石绿组成的混合水溶液中，其508nm处液体紫外特征光谱随着时间的推移而降低，而616nm处液体紫外特征光谱随着时间的推移几乎不变；表明目标阳离子型稀土-有机框架晶态材料只对混合染料中的新胭脂红具有吸附去除效果。这种选择性的吸附去除效果可归因于目标稀土-有机框架晶态材料带正电荷的骨架结构特征，这种带正电荷的骨架与带负电荷的染料之间具有弱的氢键作用和较强的库仑力作用，极大地促进了目标阳离子型稀土-有机框架晶态材料对阴离子染料新胭脂红（NC3-）的吸附去除。
...【技术特征摘要】
1. 一种基于紫精羧酸的阳离子型稀土-有机框架材料的制备方法，其特征在于，包括：将紫精羧酸配体1,1'-双(4-羧基苯基)(4,4'-联吡啶)二氯化物(即h2bcbp·2cl) ，硝酸铕和高氯酸加入由去离子水和乙腈组成的混合液中，搅拌半小时后置于聚四氟乙烯反应釜中加热反应一段时间，得到黄色片状晶体，即为基于紫精羧酸的阳离子型稀土-有机框架晶态材料，其分子式为[eu(bcbp)1.5(h2o)3]·3clo4。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述紫精羧酸配体，硝酸铕和高氯酸的摩尔比为2：5：15；所述去离子水和乙腈的体积比为5：1；所述加热温度为130℃，所述反应时间为5天。
3.由以上权利要求所述制备方法制备的基于紫精羧酸配体的阳离子型稀土-有机框架晶态材料。
4.根据权利要求1-2所述的制备方法，得到的阳离子型稀土-有机框架晶态材料，其晶体结构特征为结晶于三斜晶系p-1空间群。x-射线单晶衍射数据显示，其不对称单元中包含1个铕离子，1.5个紫精羧酸配体，3个配位水和3个高氯酸根。铕离子为八配位，通过紫精羧酸上的羧基配位形成一维链状结构{eu(coo)2}n；一维链状结构通过紫精羧酸配体连接形成三维框架结构。三维框架结构骨架上带有正电荷，抗衡阴离子高氯酸根填充于孔道之中。
5.根据权利要求1-2所述的制备方法，得到的阳离子型稀土-有机框架晶态材料，具有较好的热稳定性。热重数据显示，其骨架结构可以稳定到395℃。
6.权利要求1-5中所述基于紫精羧酸配体的阳离子型稀土-有机框架晶态材料在阴离子染料吸附去除中的应...
【专利技术属性】
技术研发人员：张琳，盖艳丽，孟庆华，熊克才，徐子恒，庹安娜，张馨元，张挚源，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：
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