一种吸附重金属砷的氨基化MOFs材料制备方法与流程

文档序号:15111886发布日期:2018-08-07 18:19阅读:416来源:国知局

本发明涉及的是一种吸附重金属砷的氨基化mofs材料制备方法,属于水处理吸附材料制备技术领域。



背景技术:

pb2+可通过不同途径的生物富集作用在人或动物体内富集,造成生物体生理功能或基体的损坏,甚至可能导致死亡。因此制备性能优良的吸附剂去除水体中的砷离子是十分必要的。

mil-101是一种现有的金属有机骨架材料(mofs),具有巨大孔体积及比表面积,且既有介孔结构也有微孔孔道,能稳定存在于空气及水中,是较为理想的吸附材料;但如果直接将mil-101用于吸附水体中的砷离子,吸附效果不理想,仅仅与其它吸附材料的吸附效果近似,并不具有显著的吸附作用。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足,而提供一种制备简单,使用方便,通过接枝反应,提高对于水体中pb2+吸附性能的吸附重金属砷的氨基化mofs材料制备方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的,一种吸附重金属砷的氨基化mofs材料制备方法,所述的制备方法是以硝酸铈铵为引发剂,1m的硝酸溶液为溶剂,以丙烯腈为单体,在mil-101表面进行自由基引发的接枝共聚反应,并将四乙烯五胺接枝到mil-101上,得到氨基化mil-101。

作为优选:所述的将四乙烯五胺接枝到mil-101上的具体步骤如下:

步骤(a),将0.5gmil-101在50℃真空干燥至恒重,分散于50ml浓度为1m的硝酸溶液中,水浴温度50℃下,以磁子搅拌并通氮气除氧15min;

步骤(b),在上述体系中加入引发剂硝酸铈铵及单体丙烯腈,通氮气并保持50℃,恒温搅拌3h后停止加热;

步骤(c),待体系冷却至室温后,通过抽滤获得粗产物,并用去离子水对其进行洗涤呈中性;

步骤(d),以n,n-二甲基甲酰胺为溶剂除去反应过程中所产生的均聚物,得接枝共聚物,于50℃下真空干燥至恒重;

步骤(e),将1g接枝共聚物加入50ml的四乙烯五胺中,以alcl3∙6h2o为催化剂,通入氮气保护,于120℃恒温搅拌反应10h;

步骤(f),用去离子水和无水乙醇反复多次洗涤步骤(e)所得产物呈中性,以去除反应溶剂及未反应的四乙烯五胺;最后,对洗涤后产物于50℃下真空干燥至恒重,即得到目标吸附剂,即氨基化mil-10。

作为优选:所述步骤(b)中硝酸铈铵浓度为0.2m/agu;所述的单体丙烯腈浓度为20m/agu,反应温度稳定在50℃。

所述步骤(e)中,催化剂alcl3∙6h2o的质量为1.1354g,所述接枝共聚物的接枝率为225%。

本发明利用mil-101作为一种优良的mofs材料,其中心金属cr上存在的不饱和活性位点四乙烯五胺反应,得到了氨基化的mil-101,用于去除水体中的砷离子。

本发明具有制备简单,使用方便,通过接枝反应,提高对于水体中pb2+吸附性能等特点。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍:本发明所述的一种吸附重金属砷的氨基化mofs材料制备方法,所述的制备方法是以硝酸铈铵(can)为引发剂,1m的硝酸溶液为溶剂,以丙烯腈(an)为单体,在mil-101表面进行自由基引发的接枝共聚反应,并将四乙烯五胺(tepa)接枝到mil-101上,得到氨基化mil-101。

作为优选的实施例本发明所述的将四乙烯五胺(tepa)接枝到mil-101上的具体步骤如下:

步骤(a),将0.5gmil-101在50℃真空干燥至恒重,分散于50ml浓度为1m的硝酸溶液中,水浴温度50℃下,以磁子搅拌并通氮气除氧15min;

步骤(b),在上述体系中加入引发剂硝酸铈铵(can)及单体丙烯腈(an),通氮气并保持50℃,恒温搅拌3h后停止加热;

步骤(c),待体系冷却至室温后,通过抽滤获得粗产物,并用去离子水对其进行洗涤呈中性;

步骤(d),以n,n-二甲基甲酰胺(dmf)为溶剂除去反应过程中所产生的均聚物,得接枝共聚物(cell-g-pan),于50℃下真空干燥至恒重;

步骤(e),将1g接枝共聚物加入50ml的四乙烯五胺中,以alcl3∙6h2o为催化剂,通入氮气保护,于120℃恒温搅拌反应10h;

步骤(f),用去离子水和无水乙醇反复多次洗涤步骤(e)所得产物呈中性,以去除反应溶剂及未反应的四乙烯五胺;最后,对洗涤后产物于50℃下真空干燥至恒重,即得到目标吸附剂,即氨基化mil-10。

作为进一步优选的实施例,本发明所述步骤(b)中硝酸铈铵(can)浓度为0.2m/agu;所述的单体丙烯腈(an)浓度为20m/agu,反应温度稳定在50℃。

所述步骤(e)中,催化剂alcl3∙6h2o的质量为1.1354g,所述接枝共聚物(cell-g-pan)的接枝率为225%。

本发明所述mil-101的中心金属铬上存在着大量不饱和活性金属位点,它能与富电子官能团发生螯合作用,因此可通简单的反应将四乙烯五胺接枝到mil-101上,得到功能基团更为丰富的吸附材料,可提高对于水体中pb2+的吸附性能。

本发明所述的吸附材料以mil-101为基础,通过简单的接枝反应将四乙烯五胺接枝到mil-101上,得到氨基化mil-101。该材料制备简单,使用方便,具有较多的可吸附pb2+的功能基团和良好的稳定性,是理想的吸附水体中pb2+的吸附材料。



技术特征:

技术总结
一种吸附重金属砷的氨基化MOFs材料制备方法,以硝酸铈铵为引发剂,硝酸溶液为溶剂,以丙烯腈为单体,在MIL‑101表面进行自由基引发的接枝共聚反应,并将四乙烯五胺接枝到MIL‑101上,得到氨基化MIL‑101;具体接枝步骤是:(a)将MIL‑101在50℃真空干燥至恒重,分散于50mL浓度的硝酸溶液中,以磁子搅拌并通氮气除氧;(b)加入引发剂硝酸铈铵及单体丙烯腈,通氮气,恒温加热;(c)通过抽滤获得粗产物;(d)以N,N‑二甲基甲酰胺为溶剂除去反应过程中所产生的均聚物,得接枝共聚物;(e)加入四乙烯五胺中,加入催化剂,通入氮气保护,恒温搅拌反应10h;(f)用去离子水和无水乙醇反复多次洗涤步骤(e)所得产物呈中性;对洗涤后真空干燥至恒重,即得到氨基化MIL‑10。

技术研发人员:欧阳小琨
受保护的技术使用者:浙江海洋大学
技术研发日:2018.01.29
技术公布日:2018.08.07
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1