[发明专利]一种纤维基吸附材料及其制备方法和回收钯的应用

说明书

本发明提供一种纤维基吸附材料，以聚丙烯腈纤维为基体，通过化学键合的方法接枝金属有机骨架制得。本发明材料结合了纤维与金属有机骨架的优点，且化学键合的方式相较于物理混合更加牢固，适用于动态吸附，实用性较强，可实现对钯离子的高效吸附与回收。本发明提供的纤维基吸附材料实现了对钯离子的选择性吸附；吸附效率高。本发明提供的回收钯的方法避免了传统方法中煅烧、碱熔等步骤以及强氧化剂的使用，成本低廉，可大规模化应用。

技术领域

本发明属于贵金属资源回收利用领域，涉及钯离子吸附回收，具体涉及一种纤维基吸附材料及其制备方法和回收钯的应用。

背景技术

钯作为工业需求量高但储量稀少的贵金属，具有良好的抗腐蚀性、高导电性、热稳定性和催化活性，被广泛用于耐腐蚀材料、催化剂、珠宝以及电气和电子组件等领域，是航天、航空、航海、兵器好核能等高科技领域以及汽车制造业不可缺少的关键材料。随着电子产品和电气设备的快速更新，失活催化剂、废旧电子设备成为了人们回收钯等贵金属的重要来源。在高速发展的社会下，钯的需求呈指数式增长，发展前景不可估量。由于钯的高消耗和对生物毒性影响，从含钯固废中回收钯具有巨大的经济价值且有利于环境保护和可持续发展。

CN109438719A公开了及一种改性金属有机骨架复合材料用于吸附溶液中的钯离子，方法简单，但实用性不强。CN110394157A公开了一种用于吸附钯的UiO-66-NH₂复合材料及其制备方法，该专利提出通过对UiO-66-NH2进行海藻酸改性来提升其流体力学性能，该技术中海藻酸的量不易控制，且海藻酸易包覆UiO-66-NH₂，降低其反应活性。“Metal–organic framework@silica as a stationary phase sorbent for rapid and cost-effective removal ofhexavalent chromium,Journal ofMaterials ChemistryA,6(2018)2742”中报道了一种以SiO₂为基体的吸附材料，其将金属有机骨架物理包覆在SiO₂表面，易脱落，实应用性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种纤维基吸附材料及其制备方法和回收钯的应用。本发明以聚丙烯腈纤维为基体，并采用化学键合的方法接枝金属有机骨架，结合了纤维流体力学性能好和金属有机骨架吸附容量大、易调控等优点，制备得到纤维基吸附材料，可以实现对钯离子的高效吸附与回收。

除特殊说明外，本发明所述份数均为重量份，所述百分比均为质量百分比。

本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明纤维基吸附材料，其特征在于：所述纤维基吸附材料以聚丙烯腈纤维为基体，并采用化学键合的方法接枝金属有机骨架。

优选的，所述金属有机骨架可以为UiO系列、MIL系列。

第二方面，本发明提供上述纤维基吸附材料的制备方法。本发明提供两种制备上述纤维基吸附材料的方法，分别为方法A或方法B。

本发明方法A为：

一种纤维基吸附材料的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯腈纤维浸没于胺溶液中，在110～140℃下加热搅拌回流4～8小时，将得到的产物洗涤至中性，然后将洗涤后的产物(纤维)浸没于无水乙醇中，加入羧基化试剂并加入氢氧化钠调节溶液至碱性，在60～100℃下回流6～10小时，所得产物为改性聚丙烯腈纤维；将改性聚丙烯腈纤维浸没于溶剂中并加入活化剂，于30～50℃下震荡活化0.5～2小时；然后将金属盐、含氨基的有机配体分散于溶剂中，加入活化好的改性聚丙烯腈纤维，在70～150℃下回流20～25小时，过滤并用洗涤液浸洗，所得固体在50～80℃下真空干燥8～15小时，即得纤维基吸附材料。

本发明方法B为：