[发明专利]一种聚离子液体@金属有机骨架复合材料xPILs@MIL-101及其制备方法和应用

说明书

本发明属于稀散金属吸附剂合成技术领域，具体涉及一种聚离子液体@金属有机骨架复合材料xPILs@MIL‑101，是以咪唑离子液体[C₂Vmir][Cl]为单体，2,2‑偶氮二异丁腈AIBN为交联剂，二乙烯基苯DVB作为基本骨架，MIL‑101为吸附基体材料通过反应合成，其中，x＝0.075、0.15、0.3、0.4、0.5、0.6。本发明用于对水中Re(VII)的吸附。该吸附剂的制备方法简单，安全，成本低，分离富集效率高，可从Cu(II)、Fe(II)、Zn(II)、Mn(II)等共存离子溶液中选择性的吸附Re(VII)。

技术领域

本发明属于稀散金属吸附剂技术领域，具体涉及一种选择性吸附铼的xPILs@MIL-101 复合材料吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

稀散金属(RSE)又可称为稀有分散金属，其中铼是VIIB元素，是一种高强度、高熔点的稀散难熔贵重金属。铼在自然界中的含量很低，并且在地壳中其含量仅为1×10^-7％。铼不仅具有良好的塑性、力学性能和抗蠕变性能，而且具有抗磨损、抗腐蚀等优点。由于铼及其合金具有特殊的性能，使其广泛的应用于国防、航空、航天、核能及电子工业等现代高科技领域，是一种极其重要的新材料之一。

目前提取铼的方法主要包括：萃取分离法、离子交换法、液膜法、氧化还原法、沉淀法和电渗析法等。这些方法最突出的缺点在于处理低浓度金属废水时操作繁琐，运行费用较高，耗能大，且易造成二次污染。吸附法分离的优点对环境不会产生污染，吸附能力强。

离子液体作为一种“绿色溶剂”，具有蒸汽压低、熔点低、可设计、可回收、稳定性高等特性，但是在反应体系中离子液体作为催化剂回收过程复杂、粘度高、作为溶剂或催化剂时使用效率相对较低，严重阻碍了它们的工业应用。我们选择将离子液体固定在具有高表面积和特定活性位点的多孔材料中，解决上述问题。因此，我们选择了金属有机骨架(MOFs)，这是一种多孔晶体材料，与其他多孔材料相比，MOFs最突出的特点是晶格中较大的单元细胞具有高度互联、致密、开放和长时间有序的孔隙。具有丰富的结构多样性和适配性、选择性吸附能力、高表面积等优点，使其成为良好的吸附基体材料。因此，我们选择了具有高度多孔的MIL-101纳米颗粒作为基质，负载离子液体作为新型复合吸附剂用于吸附铼Re(VII)。

发明内容

本发明目的是提供一种xPILs@MIIL-101复合材料，用聚离子液体作为吸附功能基团。该吸附剂制备方法简单，再生能力强，对Re(VII)具有很高的吸附容量，可以从含铼溶液中很好的选择性吸附铼。本发明安全、节能环保、具有实际应用性。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：一种聚离子液体@金属有机骨架复合材料 xPILs@MIL-101，所述的聚离子液体@金属有机骨架复合材料xPILs@MIL-101，是以咪唑离子液体[C₂Vmir][Cl]为单体，2,2-偶氮二异丁腈AIBN为交联剂，二乙烯基苯DVB作为基本骨架，MIL-101为吸附基体材料通过反应合成，其中，x＝0.075、0.15、0.3、0.4、0.5、0.6。

上述的一种聚离子液体@金属有机骨架复合材料xPILs@MIL-101的制备方法，包括如下步骤：

1)咪唑离子液体[C₂Vmir][Cl]的合成：将N-乙烯咪唑与1,2-二氯乙烷混合，再加入乙腈混合均匀，60-80℃下反应9-24h，得到白色固体，洗涤，纯化，真空干燥得到咪唑类离子液体[C₂Vmir][Cl]；

2)MIL-101的合成：将Cr(NO₃)₃·9H₂O、对苯二甲酸、冰醋酸与去离子水混合，室温下搅拌30min，转移至反应釜中，180-240℃下反应5-15h，得到蓝绿色固体，洗涤，纯化，真空干燥得到MIL-101；