[发明专利]一种金属镉有机骨架材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种金属镉有机骨架材料(MOF)及其制备方法，MOF结构简式为：[Cd₂(TCPB)(1,4‑BIB)(OH)(H₂O)₂]_n，其中H₃TCPB为1,3,5‑三(4‑羧基苯氧基)苯；1,4‑BIB为1,4‑双咪唑苯。该MOF通过溶剂热法制得，即将Cd(NO₃)₂·4H₂O，H₃TCPB与1,4‑BIB以2:1:1的物质的量之比溶于H₂O/DMF混合溶液中(体积比为5:3)，DMF为N,N‑二甲基甲酰胺，在水热反应釜中以160℃反应84小时；冷却至室温后收集无色条状晶体，用蒸馏水洗涤后，真空干燥即可。用波长为290nm的光激发该固态配合物，样品可发射较强荧光。该MOF在水溶液中具有吸附碘单质的能力，最大吸附量可达56.8mg g^‑1，是一种潜在的碘吸附材料。

技术领域

本发明涉及金属有机骨架材料(MOFs)，特别涉及一种金属镉有机骨架材料(MOF)，具体属于一种镉离子(II)与1,3,5-三(4-羧基苯氧基)苯和1,4-双咪唑苯构筑的金属镉有机骨架材料及其制备方法，以及该材料在水溶液中吸附碘单质的应用。

背景技术

碘是人体必需的微量元素之一，可用于治疗碘缺乏和甲状腺功能减退症，杀菌消毒，促进维生素的吸收，增强酶活性等。此外，核工厂和工业区释放的放射性碘也值得关注，因为它们的释放和扩散会影响人类的健康，造成严重的问题。因此，需要同时具有容量大，稳定性好和存储密度高的有效碘储存材料。目前已被使用的固体吸附剂包括活性炭，银交换丝光沸石(Ag-MOR)和金属有机框架材料(MOFs)等，但是，由于活性炭较低的着火温度和氮中毒效应，容易导致事故发生；另一方面，Ag-MOR作为捕捉碘化合物最有效的吸附剂之一，虽然其对温度、氧化和辐照条件具有良好的稳定性，但是Ag-MOR也存在以下缺点，如吸附能力低，银成本高，以及银对环境有严重影响等，这些缺点都鼓励科学家开发新的替代材料。在这种情况下，MOFs由于其高稳定性，低成本，高表面积和广泛的结构多样性而成为捕获碘的最有效候选物质之一。

发明内容

本发明的目的正是针对上述技术现状，提供一种金属镉有机骨架材料及其制备方法，并将该材料用于水溶液中碘单质的吸附。

本发明提供的一种金属镉有机骨架材料，结构简式为：[Cd₂(TCPB)(1,4-BIB)(OH)(H₂O)₂]_n，其中H₃TCPB为1,3,5-三(4-羧基苯氧基)苯；1,4-BIB为1,4-双咪唑苯；结构式为：