[发明专利]一种钛基金属有机骨架吸附材料及其制备方法和分离钯的应用

说明书

本发明公开了一种钛基金属有机骨架吸附材料及其制备方法和分离钯的应用，所述吸附材料由钛基金属有机骨架和海藻酸组成。本发明还公开了所述吸附材料的两种制备方法，通过优化制备工艺制备得到的材料不仅对钯离子的吸附率高、可重复利用，而且制备工艺简单、反应条件温和、生产成本低廉。

技术领域

本发明属于贵金属分离回收利用领域，具体涉及一种选择性分离钯的钛基金属有机骨架吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

钯是一种可用于电镀、催化剂、牙科合金、钎焊合金及多种触头材料的铂族金属，具有独特的物理和化学性质，广泛用于化工催化、航空航天、微电子技术、废气净化及冶金工业等多个领域，在尖端科学和石化、电子电气、环境保护、生物制药、国防等现代工业中起着关键和核心作用。随着环境保护的日益重要，以及催化剂的深入开发和应用，金属钯的需求量迅猛增长。面对资源的可持续利用和金属钯价格的节节上涨，钯的回收利用具有重大的经济效益和社会效益。

含钯固废的主要来源包括石油炼制、汽车尾气处理及其它行业中使用的含钯催化剂。含钯废液的主要来源是各电子行业工艺生产中的电镀废液，该废液呈弱酸性，钯含量为~50ppm。钯金、黄金等贵金属生产的废液中含有~10ppm的钯。印刷电路板孔金属化、塑料电镀及各种非金属电镀活化后的工件清洗废水也含有一定量的钯，其含量为~1ppm。研究发现，电镀行业中大量含钯废液当做普通废水处理排放，不仅加大了后续废水处理的难度，而且造成了资源的浪费。据统计，我国电镀及电路板行业每年产生的含钯废液中有3吨左右的金属钯不能得到有效回收。此外，钯排放积累于环境中会危害人类健康，如引起哮喘、过敏和鼻炎等疾病。为了提高印刷电路板废液中钯的回收率，国内外研究者先后对萃取法、离子交换法以及树脂吸附法等技术进行了不同程度的研究。虽然这些研究在某些方面取得了一定的进展，但也都存在一定的不足，较好的处理技术也仅能使钯含量降低至3~4ppm。含钯废液中钯呈不同的形态是导致钯回收率降低的重要原因之一。

CN107130114A公开了一种含钯废液中钯的分离回收方法，采用壳聚糖衍生物与钯废液形成絮凝体的方式实现钯与废液的分离，上述方法比较繁琐。CN 109438719 A公开了一种改性金属有机骨架复合材料、制备方法，该专利提出了使用金属有机骨架改性材料作为吸附材料的概念，但是此技术方案中所使用的金属有机骨架材料改性操作复杂，所用原料成分繁多。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种选择性分离钯的钛基金属有机骨架吸附材料及其制备方法。通过优化制备工艺制备得到的材料不仅对钯离子的吸附率高，可重复利用，并且制备工艺简单易行。

为实现上述发明目的，具体提供了如下所述技术方案：

1、一种钛基金属有机骨架吸附材料，所述吸附材料由钛基金属有机骨架和海藻酸组成。

优选的，所述吸附材料中海藻酸的质量分数为0% ~ 5%。

2、一种钛基金属有机骨架吸附材料的制备方法，所述方法为方法A或方法B:

方法A：将有机配体、钛金属源依次加入DMF和甲醇组成的混合溶剂中，加热充分溶解，持续搅拌回流8～72小时，反应完毕后冷却至室温，向混合液中加入海藻酸钠水溶液，充分搅匀后再加入盐酸调节pH值至酸性，所得沉淀经过滤后，用洗涤液浸洗，最后在80～120℃下真空干燥4～12小时，即得钛基金属有机骨架吸附材料。

方法B：将有机配体、钛金属源依次加入DMF和甲醇组成的混合溶剂中，超声分散5～30分钟，在120℃～200℃下密闭静置10～24小时，冷却至室温后离心分离，所得沉淀用不同洗涤液依次浸洗后在80℃～120℃下于真空干燥箱中干燥10～18小时；然后将干燥后的固体超声分散于水中，加入海藻酸钠水溶液，用盐酸调节混合液pH值至酸性，继续搅拌12～24小时，接着过滤得到固体，再用洗涤液浸洗，最后在80℃～120℃下真空干燥4～12小时，即得钛基金属有机骨架吸附材料。