本发明涉及吸附分离
技术领域：
，特别涉及金属-有机骨架材料去除水中硼的用途。
背景技术：
：硼是人体和动植物所必需的基础营养元素，但过度的摄入硼会对机体产生危害。因此，各国对农业及饮用水中硼含量均制定了严苛的标准。例如，欧盟规定的饮用水硼含量不得高于1.0mg/l，我国的饮用水中硼含量标准为0.5mg/l。硼在自然界的广泛分布及其在化工、材料、医药、农业、核工业等领域的广泛应用产生了大量需要处理的含硼溶液。另外，作为解决淡水资源不足问题的重要途径，反渗透法淡化海水一般只能去除海水中40％-56％的硼，产生大量亟待处理的含硼溶液，其中硼主要以硼酸和硼酸盐的形式存在。对于我国这样一个人均水资源高度紧张、同时对于水溶液中含硼量要求较高的国家，溶液脱硼技术对于饮用水保障，农业生产安全等方面具有重要意义。因此寻找安全、高效、合理的溶液除硼方法，具有重要的研究价值和现实意义。吸附法主要是利用硼的缺电子特性，通过吸附剂与硼之间的氢键作用、静电引力、疏水相互作用以及螯合作用来分离硼。由于具有工艺简单、硼去除彻底、硼资源和吸附剂经解吸可再生循环利用等优点，近年来成为了硼脱除领域的研究热点。目前应用最广泛的硼吸附剂是硼特效树脂，硼吸附量为10mg/g左右，鹏特效树脂更适用于低浓度硼的吸附且吸附量很低。金属-有机骨架(metal-organicframeworks,mofs)，也叫配位聚合物，是近年来涌现出的一类新型的多功能的多孔材料，它具有以金属离子或金属簇为配位中心，与含氧或氮的有机配体通过配位作用形成的多孔骨架结构。由于构成mofs的金属离子和有机配体的种类和配位方式的多样性，通过选择不同的金属离子和有机配体来控制孔径大小，改变金属离子与有机配体的配位方式来调控mofs的结构，人们可以合成出成千上万的具有不同孔结构和性质的mofs。近年来，mofs的研究已成为目前化学和材料科学非常热门的领域之一。基于大的比表面积和孔体积，mofs已被广泛用于气体储存、气体吸附和气体分离，但目前尚未有将mofs用于水溶液中的硼脱除的报道。技术实现要素：本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种金属-有机骨架材料去除水中硼的用途。本发明的技术方案概述如下：金属-有机骨架材料去除水中硼的用途。去除水中硼的步骤为：将金属-有机骨架材料加入到待处理的硼酸水溶液中，50～200rpm震荡0.5～24小时，固体分离，得到处理后的水，所述金属-有机骨架材料与所述待处理的硼酸水溶液的比为0.1～50g:1l。金属-有机骨架材料为zif-8,uio-66,uio-66-mm,uio-66-nh2,uio-66-br，mil-53(cr),mil-100(cr),mil-101(cr),mil-96(al),mil-100(fe),calf-25,cau-10,dut-51(hf),dut-51(zr),dut-67(zr),fmof-1,mil-100(al),mil-101-nh2(cr),mil-125-nh2(ti),mil-127,mof-525,mof-545,mof-801-p,mof-801-sc,mof-802,mof-804,mof-841,ni-nic,nu-1000,pcn-225(m),pcn-222(fe),pcn-224(m),scutc-18,zn-dmof-a,zn-dmof-tm,zn-mof-508,znpo3,bio-mof-14,mil-101-so3h(cr)。本发明的优点：实验证明金属-有机骨架材料能高效去除待处理的硼酸水溶液中硼，特别是高浓度硼酸的硼酸水溶液中硼的去除，具有极快的吸附速率，一小时内能够达到饱和吸附量；金属-有机骨架材料表现出非常好的再生能力。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。zif-8的制备，参考：park,k.s.；ni,z.；cote,a.p.；choi,j.y.；huang,r.；uriberomo,f.j.；chae,h.k.；o’keeffe,m.；yaghi,o.m.proc.natl.acad.sci.u.s.a.2006,103,10186.uio-66的制备，参考：cavka,j.h.；jakobsen,s.；olsbye,u.；guillou,n.；lamberti,c.；bordiga,s.；lillerud,k.p.j.am.chem.soc.2008,130,13850.uio-66-mm的制备，参考：jasuja,h.；zang,j.；sholl,d.s.；walton,k.s.j.phys.chem.c2012,116,23526.uio-66-nh2和uio-66-br的制备，参考：garibay,s.j.ands.m.cohen,isoreticularsynthesisandmodificationofframeworkswiththeuio-66topology.chemcommun(camb),2010.46(41):p.7700-2.mil-53(cr)的制备，参考：coudert,f.；boutin,a.；fuchs,a.h.；neimark,a.j.phys.chem.lett.2013,4,3198.mil-100(cr)的制备，参考：kusgens,p.；rose,m.；senkovska,i.；froede,h.；henschel,a.；siegle,s.；kaskel,s.microporousmesoporousmater.2009,120,325.mil-101(cr)的制备，参考：ferey,g.；mellot-draznieks,c.；serre,c.；millange,f.；dutour,j.；surble,s.；margiolaki,i.science2005,309,2040.mil-96(al)的制备，参考：sindoro,m.；jee,a.-y.；granick,s.chem.commun.2013,49,9576.mil-100(fe)的制备，参考：kusgens,p.；rose,m.；senkovska,i.；froede,h.；henschel,a.；siegle,s.；kaskel,s.microporousmesoporousmater.2009,120,325.calf-25,的制备，参考：taylor,j.m.；vaidhyanathan,r.；iremonger,s.s.；shimizu,g.k.h.j.am.chem.soc.2012,134,14338.cau-10的制备，参考：furukawa,h.；gandara,f.；zhang,y.-b.；jiang,j.；queen,w.l.；hudson,m.r.；yaghi,o.m.j.am.chem.soc.2014,136,4369.dut-51(hf)和dut-51(zr)的制备，参考：bon,v.；senkovskyy,v.；senkovska,i.；kaskel,s.chem.commun.2012,48,8407.dut-67(zr)的制备，参考：bon,v.；senkovska,i.；baburin,i.a.；kaskel,s.cryst.growthdes.2013,13,1231.fmof-1的制备，参考：yang,c.；kaipa,u.；mather,q.z.；wang,x.；nesterov,v.；venero,a.f.；omary,m.a.j.am.chem.soc.2011,133,18094.mil-100(al)的制备，参考：kusgens,p.；rose,m.；senkovska,i.；froede,h.；henschel,a.；siegle,s.；kaskel,s.microporousmesoporousmater.2009,120,325.mil-101-nh2(cr)的制备，参考：akiyama,g.；matsuda,r.；sato,h.；hori,a.；takata,m.；kitagawa,s.microporousmesoporousmater.2012,157,89.mil-125-nh2(ti)的制备，参考：kim,s.-n.；kim,j.；kim,h.-y.；cho,h.-y.；ahn,w.-s.catal.today2013,204,85.mil-127的制备，参考：cunha,d.；benyahia,m.；hall,s.；miller,s.r.；chevreau,h.；elkaim,e.；maurin,g.；horcajada,p.；serre,c.chem.mater.2013,25,2767.mof-525和mof-545的制备，参考：morris,w.；volosskiy,b.；demir,s.；gandara,f.；mcgrier,p.l.；furukawa,h.；cascio,d.；stoddart,j.f.；yaghi,o.m.inorg.chem.2012,51,6443.mof-801-p、mof-801-sc、mof-802、mof-804、mof-841的制备，参考：furukawa,h.；gandara,f.；zhang,y.-b.；jiang,j.；queen,w.l.；hudson,m.r.；yaghi,o.m.j.am.chem.soc.2014,136,4369.ni-nic和znpo3的制备，参考：han,s.；huang,y.；watanabe,t.；nair,s.；walton,k.s.；sholl,d.s.；carsonmeredith,j.microporousmesoporousmater.2013,173,86.nu-1000的制备，参考：mondloch,j.e.；katz,m.j.；planas,n.；semrouni,d.；gagliardi,l.；hupp,j.t.；farha,o.k.chem.commun.2014,274.pcn-225(m)的制备，参考：jiang,h.-l.；feng,d.；wang,k.；gu,z.-y.；wei,z.；chen,y.-p.；zhou,h.-c.j.am.chem.soc.2013,135,13934.pcn-222(fe)的制备，参考：feng,d.；gu,z.-y.；li,j.-r.；jiang,h.-l.；wei,z.；zhou,h.-c.angew.chem.,int.ed.2012,51,10307.pcn-224(m)的制备，参考：feng,d.；chung,w.-c.；wei,z.；gu,z.-y.；jiang,h.-l.；chen,y.-p.；darensbourg,d.j.；zhou,h.-c.j.am.chem.soc.2013,135,17105.scutc-18的制备，参考：ma,d.；li,y.；li,z.chem.commun.2011,47,7377.zn-dmof-a和zn-dmof-tm的制备，参考：jasuja,h.；huang,y.-g.；walton,k.s.langmuir2012,28,16874.zn-mof-508的制备，参考：jasuja,h.；walton,k.s.daltontrans.2013,42,15421.bio-mof-14的制备，参考：li,t.；chen,d.-l.；sullivan,j.e.；kozlowski,m.t.；johnson,j.k.；rosi,n.l.chem.sci.2013,4,1746.mil-101-so3h(cr)的制备，参考：akiyama,g.；matsuda,r.；sato,h.；hori,a.；takata,m.；kitagawa,s.microporousmesoporousmater.2012,157,89.实施例1金属-有机骨架材料去除水中硼的用途，步骤为：将金属-有机骨架材料uio-66加入到0.5mol/l硼酸水溶液中，140rpm震荡6小时，固体分离，得到处理后的水，所述金属-有机骨架材料与待处理的硼酸水溶液的比为5g:1l。处理效果见表1。实施例2金属-有机骨架材料去除水中硼的用途，步骤为：将金属-有机骨架材料zif-8加入到0.5mol/l硼酸水溶液中，50rpm震荡24小时，固体分离，得到处理后的水，所述金属-有机骨架材料与待处理的硼酸水溶液的比为5g:1l。处理效果见表1。实施例3金属-有机骨架材料去除水中硼的用途，步骤为：将金属-有机骨架材料uio-66-mm加入到0.5mol/l硼酸水溶液中，200rpm震荡0.5小时，固体分离，得到处理后的水，所述金属-有机骨架材料与待处理的硼酸水溶液的比为5g:1l。处理效果见表1。用uio-66-nh2,uio-66-br，mil-53(cr),mil-100(cr),mil-101(cr),mil-96(al),mil-100(fe),calf-25,cau-10,dut-51(hf),dut-51(zr),dut-67(zr),fmof-1,mil-100(al),mil-101-nh2(cr),mil-125-nh2(ti),mil-127,mof-525,mof-545,mof-801-p,mof-801-sc,mof-802,mof-804,mof-841,ni-nic,nu-1000,pcn-225(m),pcn-222(fe),pcn-224(m),scutc-18,zn-dmof-a,zn-dmof-tm,zn-mof-508,znpo3,bio-mof-14或mil-101-so3h(cr)分别替代实施例1的uio-66，其它同实施例1，处理效果见表1。实施例4金属-有机骨架材料去除水中硼的用途，步骤为：将金属-有机骨架材料zif-8加入到待处理的硼酸水溶液(来源：海水淡化处理后的水)中，100rpm震荡12小时，固体分离，得到处理后的水，所述金属-有机骨架材料与待处理的硼酸水溶液的比为20g:1l。吸附量191.96mg/g。实施例5金属-有机骨架材料去除水中硼的用途，步骤为：将金属-有机骨架材料uio-66加入到待处理的硼酸水溶液(来源：硼工业生产中产生的废水)中，50rpm震荡24小时，固体分离，得到处理后的水，所述金属-有机骨架材料与待处理的硼酸水溶液的比为50g:1l。吸附量95.43mg/g。实施例6金属-有机骨架材料去除水中硼的用途，步骤为：将金属-有机骨架材料uio-66-mm加入到待处理的硼酸水溶液(来源：高硼地热水)中，200rpm震荡0.5小时，固体分离，得到处理后的水，所述金属-有机骨架材料与所述待处理的硼酸水溶液的比为0.1g:1l。吸附量101.78mg/g。表1金属-有机骨架材料吸附量mgb/gzif-8191.96uio-6695.43uio-66-mm101.78uio-66-nh2159.9uio-66-br99.38mil-53(cr)67.29mil-100(cr)69.6mil-101(cr)61.19mil-96(al)87.54mil-100(fe)82.62calf-2588.88cau-10156.78dut-51(hf)110.34dut-51(zr)230.78dut-67(zr)221.89fmof-1220.68mil-100(al)178.98mil-101-nh2(cr)120.54mil-125-nh2(ti)210.45mil-127219.57mof-525233.78mof-545240.78mof-801-p169.74mof-801-sc210.23mof-802269.65mof-804176.89mof-841219.34ni-nic256.56nu-1000167.52pcn-225(m)252.65pcn-222(fe)342.12pcn-224(m)210.76scutc-18199.43zn-dmof-a186.45zn-dmof-tm193.51zn-mof-508210.51znpo3110.34bio-mof-14184.72mil-101-so3h(cr)157.78当前第1页12