[发明专利]一种双硫脲改性的Zr-MOF吸附材料、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种双硫脲改性的Zr‑MOF吸附材料、制备方法及应用。本发明的双硫脲改性的Zr‑MOF吸附材料的制备方法，通过胺醛缩合反应将双硫脲分子嫁接在金属有机框架，合成方法简单，成本低廉，使用于大规模生产。本发明的双硫脲改性的Zr‑MOF吸附材料，双硫脲分子的引入极大提高了MOF的吸附性能。本发明的双硫脲改性的Zr‑MOF吸附材料的应用，不受Cu(II)、Fe(III)、Zn(II)、Mn(II)等金属离子的干扰，对Au(III)具有极高的选择性，UiO‑66‑BTU具有极强的还原性，优先将Au(III)还原为单质，与传统回收金工艺相比节省了大量复杂后续步骤。

技术领域

本发明属于Zr-MOF改性领域，尤其是一种双硫脲改性的Zr-MOF吸附材料、制备方法及应用。

背景技术

黄金在人类社会中一直扮演着珠宝和货币的角色。近十年来，黄金需求急剧增长，特别是由于催化、电子电气设备、航空航天、医疗等高科技领域的爆炸性生产增加，具有不可替代性。然而，目前的黄金供应不能满足日益增长的需求，金矿的储量不断减少，因此开发高效和经济的方法从工业废料、矿山尾矿和浸出渣中回收黄金已引起广泛的兴趣。

目前，开发并采用了萃取、电积、膜分离、吸附等多种技术来回收废水中的金离子。这些方法中，吸附法因其操作简单、经济、环保而成为一种有吸引力的选择。研究了壳聚糖树脂、多孔碳和纳米材料等传统吸附剂在废金回收中的应用。然而，工业生产中吸附量低、选择性差、结合亲和力弱、能耗高，严重阻碍了金的回收。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的金吸附剂吸附量低、选择性差的缺点，提供一种双硫脲改性的Zr-MOF吸附材料、制备方法及应用。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种双硫脲改性Zr-MOF吸附材料的制备方法，以UiO-66-NH₂为金属有机框架，乙二醛为交联剂，通过胺醛缩合反应将双硫脲分子嫁接在UiO-66-NH₂上，得到UiO-66-BTU。

进一步的，具体操作为：

将UiO-66-NH₂和的双硫脲分散于去离子水中，之后加入乙二醛，在水浴加热并搅拌条件下反应，反应完成后进行洗涤、干燥后得到UiO-66-BTU。

进一步的，将3g UiO-66-NH₂和3g双硫脲均匀分散于100mL去离子水中，60℃加热搅拌20min，之后逐滴加入16mL的乙二醛，在60℃水浴加热搅拌的条件下反应6h。

进一步的，所述UiO-66-NH₂的制备方法为：

将ZrCl₄和NH₂-BDC溶于DMF中，之后加入盐酸和醋酸，得到反应液，将反应液转移至聚四氟乙烯高压罐中，在微波萃取仪中加热，完成后得到反应物；之后洗涤、进行干燥得到UiO-66-NH₂。

进一步的，在反应液中，每70mL DMF对应699mg ZrCl₄、543mg NH₂-BDC、0.5mL盐酸和3mL醋酸；

其中，盐酸的浓度为浓盐酸，醋酸的浓度为36％。

进一步的，反应条件为：在120℃、微波加热45min。

进一步的，洗涤操作为：采用DMF、甲醇和二氯甲烷洗涤。

一种双硫脲改性的Zr-MOF吸附材料，根据本发明所述的制备方法制备得到。

进一步的，用于选择性吸附金离子并将其还原为金单质。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：