本发明专利技术公开了一种金属有机骨架-氧化石墨纳米复合吸附材料及其制备方法，本发明专利技术的材料由氧化石墨与铬基金属有机骨架构成。本发明专利技术材料的制备方法包括如下步骤：将硝酸铬和对苯二甲酸溶于去离子水中，边搅拌边逐滴加入氢氟酸，再加入氧化石墨并搅拌均匀得到反应液，程序控温下进行水热反应；将析出的物质依次进行水洗和乙醇洗涤后，离心，干燥，得到金属有机骨架-氧化石墨纳米复合吸附材料。本发明专利技术的吸附材料对烃类挥发性有机物的吸附容量大幅提高，且易脱附再生。本发明专利技术的制备方法工艺简单，成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于挥发性有机物治理
，涉及挥发性有机物的吸附材料及其制备方法，具体涉及吸附挥发性有机物的。
技术介绍
挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，简称VOCs)的污染已成为大气污染的一个重要源头。近年来，随着我国社会经济的快速发展和机动车保有量的急速增加，油品的用量也迅速增长，在油品炼制、储运和加油过程中不可避免会产生气态烃类挥发性有机物，其主要成分为烃类化合物，主要包括C3I7的烷烃、环烷烃、芳香烃和烯烃等。大量的油气排放不仅对大气环境造成污染，同时还造成能源浪费和经济损失。因此，对烃类挥发性有机物进行排放控制和有效回收具有良好的环境、社会和经济效益。目前，挥发性有机物的治理回收技术主要有吸收法、冷凝法、膜分离法和吸附法等。其中，吸附法具有工艺流程相对简单且回收率高等优点。原理是利用吸附性能优异的多孔吸附材料对烃类VOCs进行高选择性吸附，可有效分离烃类VOCs和空气，从而实现油气吸附回收净化的目的。该技术已在油气的净化和回收方面得到广泛的应用，而研究对烃类 VOCs吸附容量大和易脱附再生的吸附剂是技术关键。商用活性炭是目前应用最为广泛的吸附剂，其在油气吸附回收方面已有实践应用；活性炭纤维对油气的吸附量要高于商业活性炭，但由于活性炭纤维存在价格昂贵、机械强度低和填充难度大等缺点，限制了其在治理烃类VOCs污染方面推广应用；此外，由于商业活性炭以及活性炭纤维的导热系数低，吸附过程产生的热量无法及时散发，使炭吸附床层温度剧增，导致油气吸附量急剧下降，更为严重的是温度急剧上升而致使吸附质或活性炭燃烧，造成火灾事故。分子筛类吸附剂为不可燃类吸附剂，但其比表面积一般小于商用活性炭，因此吸附容量偏小。金属有机骨架材料(简称M0Fs)是由有机配体与金属离子通过络合作用自组装形成的超分子微孔网络结构的类沸石材料，其在吸附分离VOCs方面具有传统多孔吸附材料所不具备的优点如孔结构规整，孔径大小设计可控、空隙率高、比表面积巨大，热稳定性好，表面化学基团修饰可调。但是由于这类材料的孔结构和开孔空间里原子排列密度较低， 导致其对烷烃分子的物理吸附作用力偏小。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种吸附VOCs的。氧化石墨是石墨的氧化产物，它的碳层表面和层边缘引入了环氧基、羟基和羧基等大量的极性化学官能团，这些极性官能团和铬基金属有机骨架中的Cr3+发生键合，通过自组装形成金属有机骨架氧化石墨复合材料。为了达到上述目的，本专利技术采用了如下技术方案。金属有机骨架-氧化石墨纳米复合吸附材料，由氧化石墨与铬基金属有机骨架通过共价键或分子间作用力构成，所述铬基金属有机骨架由铬离子配位键合在二齿有机化合物上构成，所述二齿有机化合物为对苯二甲酸。本专利技术还提供一种金属有机骨架-氧化石墨纳米复合吸附材料的制备方法，包括如下步骤将摩尔比为1: (Γ2)的硝酸铬和对苯二甲酸溶于去离子水中，边搅拌边逐滴加入氢氟酸，再加入氧化石墨并搅拌均勻得到反应液，将反应液在程序控温下于21(T220°C进行水热反应；反应结束后，将析出的物质依次进行水洗和乙醇洗涤后，离心，下层物质经过干燥，得到金属有机骨架-氧化石墨纳米复合吸附材料。本专利技术所述硝酸铬与去离子水的摩尔比为1: (278、00)。本专利技术所述氢氟酸与硝酸铬的摩尔比为(0.5 1) :1。本专利技术所述氧化石墨的质量为硝酸铬和对苯二甲酸质量之和的5 20%。本专利技术所述程序控温的过程为(1)升温过程以5 10°C/min的速度将反应液的温度从室温升至21(T220°C ；(2)恒温过程将反应液的温度在21(T220°C保持8 IOh；(3)降温过程以0.ΠΓ /min的速度将反应液从21(T220°C降至25 35°C。本专利技术所述离心的转速为500(T7000r/min，时间为3(T40min。本专利技术所述干燥的温度为10(Γ180 ，时间为8 10h。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果(1)本专利技术制备的金属有机骨架-氧化石墨纳米复合吸附材料不仅具有拓扑结构和中微双孔的骨架结构，而且具有超大的比表面积，空隙率高，机械强度高；(2)本专利技术的材料在金属有机骨架上复合氧化石墨，由于氧化石墨具有密集排列的原子结构，插层掺入金属有机骨架的晶体结构中，产生的分散力不仅增加金属有机骨架的孔隙率，也增加烷烃分子与金属有机骨架中的Cr3+或有机配体的官能团的相互作用力，这种协同作用可大幅提高复合材料对烃类VOCs的吸附容量；(3)本专利技术制备的材料易实现对烃类VOCs的可逆式吸附与脱附，易脱附再生，循环性能优秀；(4)本专利技术的制备方法工艺简单，成本低，易于实现产业化。 附图说明图1为本专利技术实施例广4制备的的X射线衍射(简称XRD)图谱。图2为25°C下正己烷分别在本专利技术实施例广5和传统MIL-101材料上的吸附等温线。图3为25°C下正己烷在本专利技术实施例2上的五次可逆式循环吸附/脱附曲线。 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述，但本专利技术要求保护的范围并不局限于此。实施例1将2. 395g Cr(NO3)3 · 9H20和1.988g对苯二甲酸溶解于43mL去离子水中；边搅拌边逐滴加入0. 26mL质量浓度为40%的氢氟酸，然后加入0. 2192g氧化石墨，并置于磁力搅拌上搅拌30min得到反应液；再将反应液倒入不锈钢高压反应釜，密封后放入程序升温炉中进行水热反应，设定升温程序为以5°C /min将溶液从室温加热至220°C，在220°C下恒温他后，再以0. 40C /min的降温速率将溶液降至25V ；待反应结束后，将析出物依次进行水洗、乙醇洗，5000r/min离心分离40min，下层物质放入烘箱100°C干燥10h，得到金属有机骨架-氧化石墨纳米复合吸附材料。实施例2将2. 395g Cr (NO3)3 ·9Η20和0. 994g对苯二甲酸溶解于30mL去离子水中；边搅拌边逐滴加入0. 13mL质量浓度为40%的氢氟酸，然后加入0. 3389g氧化石墨，并置于磁力搅拌上搅拌35min得到反应液；再将反应液倒入不锈钢高压反应釜，密封后放入程序升温炉中进行水热反应，设定升温程序为以10°C /min将溶液从室温加热至220°C，在220°C下恒温他后，再以1°C /min的降温速率将溶液降至35°C ；待反应结束后，将析出物依次进行水洗、乙醇洗，7000r/min离心分离30min，下层物质放入烘箱130°C干燥8h，得到金属有机骨架-氧化石墨纳米复合吸附材料。实施例3将2. 395g Cr(NO3)3 · 9H20和0.994g对苯二甲酸溶解于30mL去离子水中；边搅拌边逐滴加入0. 13mL质量浓度为40%的氢氟酸，然后加入0. 5084g氧化石墨，并置于磁力搅拌上搅拌30min得到反应液；再将反应液倒入不锈钢高压反应釜，密封后放入程序升温炉中进行水热反应，设定升温程序为以5°C /min将溶液从室温加热至215°C，在215°C下恒温 9h后，再以0. 40C /min的降温速率将溶液降至35°C ；待反应结束后，将析出物依次进行水洗、乙醇洗，5000r/min离心分离40min，下层物质放入烘箱130°C干燥他，得到金属有机骨架-氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．金属有机骨架－氧化石墨纳米复合吸附材料，其特征在于，所述纳米复合吸附材料由氧化石墨与铬基金属有机骨架通过共价键或分子间作用力构成；所述铬基金属有机骨架由铬离子配位键合在二齿有机化合物上构成；所述二齿有机化合物为对苯二甲酸。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：夏启斌，李忠，奚红霞，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81
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