申请日 2020.10.20
公开（公告）日 2021.01.15
IPC分类号 C08G83/00; B01J20/22; B01J20/30; C07F3/06; C07F13/00; C07F15/04; C07F15/06; C02F1/28;C02F101/30
摘要
本发明公开一种可选择性吸附废水中染料的金属有机框架材料及其制备方法和应用，利用吡啶上的N和金属配位，并辅以不同的多酸类分子制备得到的金属有机框架材料，因金属有机框架材料的双(4‑吡啶基)苯并噻二唑中的N‑S‑N上的孤对电子对染料具有静电吸附作用，并对不同染料具有选择性的吸附能力，经试验可知本发明制备的吸附剂对染料吸附率最高可达75％以上，吸附效果好，合成过程简单。
权利要求书
1.一种可选择性吸附废水中染料的金属有机框架材料制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将250～310mg的4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑、360～380mg的4-吡啶硼酸、160～180mg的四(三苯基膦)钯及294mg的醋酸钾混合，形成混合物A；将30ml去离子水、10ml乙醇和10～20ml的1,4-二氧六环混合，形成混合溶液B；在保护气氛及80～100℃下将混合溶液B注入混合物A进行反应，反应结束后自然冷却至室温；
(2)利用去离子水和二氯甲烷的混合物萃取步骤(1)反应生成物，再利用甲醇清洗掉杂质后风干，得到土黄色的双(4-吡啶基)苯并噻二唑；
(3)将含有0.02～0.035mmol双(4-吡啶基)苯并噻二唑的甲醇溶液，含有0.045～0.06mmol过渡金属盐的甲醇溶液，含有0.050mmol的1,2,4-苯三甲酸、1,4-萘二甲酸或NO2-1,4-H2bdc的甲醇溶液混合形成混合溶液C，将混合溶液C在6小时内加热至140～160℃并保温48～56小时后降热至室温，将生成的晶体进行清洗、过滤掉溶液，即得到金属有机框架材料。
2.如权利要求1所述的可选择性吸附废水中染料的金属有机框架材料制备方法，其特征在于，所述保护气氛为氩气或氮气。
3.如权利要求1所述的可选择性吸附废水中染料的金属有机框架材料制备方法，其特征在于，所述过渡金属盐为Co(NO3)2、Zn(NO3)2、Mn(ClO4)2或者Ni(NO3)2。
4.如权利要求1所述的可选择性吸附废水中染料的金属有机框架材料制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中将混合溶液C在6小时内等速率加热至150℃并保温48～56小时后，于36小时内以等速率降热至室温。
5.如权利要求1所述的可选择性吸附废水中染料的金属有机框架材料制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中将生成的晶体采用甲醇溶液清洗并过滤掉溶液得到金属有机框架材料。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述制备方法制得的可选择性吸附废水中染料的金属有机框架材料。
7.一种如权利要求6所述的可选择性吸附废水中染料的金属有机框架材料作为染料吸附剂在废水处理中的应用。
说明书
一种可选择性吸附废水中染料的金属有机框架材料及其制备 方法和应用
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种可选择性吸附废水中染料的金属有机框架材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着科技的飞速发展，纺织工业为了满足顾客对时装色彩的需求，所使用的染料也越来越多样化，导致我们生活的环境被污染的越来越严重，由于纺织业是世界上最多使用化学物质的产业之一，过程中排放出来的废水中也或多或少含有无法处理的污染源，毕竟染料分子设计的原则就是以“希望不容易从纤维上脱落”为前提，所以染料分子大部分是不容易被分离出来的，再加上揉合多种染料也是主流纺织业的生产方式，理所当然地排放出来的废水里也存在着多种的染料，如果不能有效分解或移除出废水中不同的染料分子，随着废水排放的染料分子会因为大自然的循环反过来导致环境恶化。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种可选择性吸附废水中染料的金属有机框架材料及其制备方法和应用，制得的金属有机框架材料可选择性的高效吸附染料。
为达到上述目的，本发明采用以下方案：
一种可选择性吸附废水中染料的金属有机框架材料制备方法，包括以下步骤：
(1)将250～310mg的4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑、360～380mg的4-吡啶硼酸、160～180mg的四(三苯基膦)钯及294mg的醋酸钾混合，形成混合物A；将30ml去离子水、10ml乙醇和10～20ml的1,4-二氧六环混合，形成混合溶液B；在保护气氛及80～100℃下将混合溶液B注入混合物A进行反应，反应结束后自然冷却至室温；
(2)利用去离子水和二氯甲烷的混合物萃取步骤(1)反应生成物，再利用甲醇清洗掉杂质后风干，得到土黄色的双(4-吡啶基)苯并噻二唑；
(3)将含有0.02～0.035mmol双(4-吡啶基)苯并噻二唑的甲醇溶液，含有0.045～0.06mmol过渡金属盐的甲醇溶液，含有0.050mmol的1,2,4-苯三甲酸、1,4-萘二甲酸或NO2-1,4-H2bdc的甲醇溶液混合形成混合溶液C，将混合溶液C在6小时内加热至140～160℃并保温48～56小时后降热至室温，将生成的晶体进行清洗、过滤掉溶液，即得到金属有机框架材料。
进一步，所述保护气氛为氩气或氮气。
进一步，所述过渡金属盐为Co(NO3)2、Zn(NO3)2、Mn(ClO4)2或者Ni(NO3)2。
进一步，所述步骤(3)中将混合溶液C在6小时内等速率加热至150℃并保温48～56小时后，于36小时内以等速率降热至室温。
进一步，所述步骤(3)中将生成的晶体采用甲醇溶液清洗并过滤掉溶液得到金属有机框架材料。
一种可选择性吸附废水中染料的金属有机框架材料作为染料吸附剂在废水处理中的应用。
本发明具有以下有益效果：
本发明利用吡啶上的N和金属配位，并辅以不同的多酸类分子制备得到的金属有机框架材料，因金属有机框架材料的双(4-吡啶基)苯并噻二唑中的N-S-N上的孤对电子对染料具有静电吸附作用，，并对不同染料具有选择性的吸附能力，经试验可知本发明制备的吸附剂对染料吸附率最高可达75％以上，吸附效果好，合成过程简单。
发明人 （刘守法;赵文杰;林东;周亚男;）
